Более пяти тысяч неизвестных ранее видов вирусов обнаружены в океанской воде

Вирусологи идентифицировали 5504 новых вида вирусов в образцах океанской воды. Вирусы были обнаружены с помощью алгоритма машинного обучения при обследовании 35 000 проб воды со всего мира.

Исследователи подозревают, что изучена лишь малая часть вирусов, способных нанести вред животным, растениям и человеку. Находка может изменить представление ученых о том, как вирусы влияют на экологические процессы в океанах планеты. Исследование было направлено на РНК-вирусы, которые значительно менее изучены по сравнению с вирусами, использующими для хранения генетического материала молекулу ДНК. «РНК-вирусы наиболее известны заболеваниями, которые они вызывают у людей — от обычной простуды до COVID-19. Они также заражают растения и животных, важных для людей, — пишут авторы исследования. — РНК-вирусы развиваются гораздо быстрее, чем ДНК-вирусы. Хотя ученые каталогизировали сотни тысяч ДНК-вирусов в их естественных экосистемах, РНК-вирусы остаются относительно неизученными».

В ходе четырехлетнего глобального исследовательского проекта Tara Oceans ученые собрала образцы РНК планктона. Планктонные организмы имеют решающее значение для пищевых сетей океана и обычно служат носителями РНК-вирусов. Анализ сузил последовательности РНК до тех, которые содержат ген RdRp, необходимый для репликации вируса. В течение миллиардов лет этот ген развивался в РНК-вирусах и не встречается в других типах вирусов или живых клеток.

Используя машинное обучение для обработки данных, команда обнаружила 5504 новых вида РНК-вирусов, которые относились к пяти уже известным и пяти новым типам. Пять известных типов РНК-вирусов входят в царство Orthornavirae. Новые типы получили название Taraviricota, Pomiviricota, Paraxenoviricota, Wamoviricota и Arctiviricota. После географического картирования генетических последовательностей команда обнаружила, что новый тип Taraviricota (названный в честь проекта Tara Oceans) более распространен в умеренных и тропических водах. Напротив, Arctiviticota был найден в Северном Ледовитом океане. Команда также подозревает, что Taraviricota может быть недостающим звеном в эволюции РНК-вирусов, соединяющим две ветви РНК-вирусов, которые разошлись в зависимости от того, как они реплицируются.

В целом, новая находка может помочь вирусологам понять эволюционную историю РНК-вирусов и даже дать представление о том, как развивалась ранняя жизнь на Земле. Дальнейшее картографирование мест обнаружения этих РНК-вирусов позволит ученым понять, как вирусы взаимодействуют с другими организмами. «Предполагается, что RdRp является одним из самых древних генов — он существовал до того, как возникла потребность в ДНК. Таким образом, мы не только отслеживаем происхождение вирусов, но и отслеживаем происхождение жизни», — говорит один из авторов исследования микробиолог Ахмед Заид из Университета штата Огайо.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Science.