Обнаружено 5500 новых видов РНК-вирусов в океане

Анализ 35 000 проб океанской воды со всего мира выявил 5500 новых видов РНК-вирусов. Это открытие расширяет возможности экологических исследований и меняет представления об эволюции этих субмикроскопических частиц.

Используя машинное обучение и традиционные филогенетические деревья, международная группа исследователей идентифицировала новые виды, относящиеся ко всем пяти известным типам (phyla) РНК-вирусов. Данные также указывают на необходимость создания как минимум пяти новых типов для их классификации.

Пробы были собраны в рамках проекта Tara Oceans Consortium, изучающего влияние изменения климата на океаны. Самый многочисленный новый кластер видов отнесли к предлагаемому типу Taraviricota.

"Здесь невероятно много нового разнообразия — и целый тип, Taraviricota, был найден по всем океанам, что говорит о его экологической важности", — заявил ведущий автор Мэтью Салливан, профессор микробиологии Университета штата Огайо.

Исследование опубликовано в журнале Science.

РНК-вирусы, инфицирующие микробы, играют ключевую роль в океанических процессах: убивают клетки, влияют на энергетический метаболизм и переносят гены между хозяевами. Понимание их разнообразия поможет объяснить, как морские микробы адаптируются к изменению климата. Ранее та же группа показала, что морские вирусы являются "регулятором" биологического насоса, влияющего на хранение углерода в океане.

Методология открытия

Учёные столкнулись с отсутствием самих вирусных частиц для изучения. Вместо этого они:

  1. Извлекли последовательности РНК из организмов морского планктона.
  2. Сосредоточились на последовательностях, содержащих ген RdRp (РНК-зависимая РНК-полимераза) — древний ген, уникальный для РНК-вирусов и отсутствующий в клетках или других вирусах.
  3. Из-за миллиардов лет расхождения последовательностей RdRp традиционные филогенетические методы были неприменимы. Команда использовала машинное обучение, чтобы организовать 44 000 новых последовательностей, предварительно проверив метод на известных вирусах.

Результаты и новая классификация

Анализ выявил, что 5500 новых видов не вписываются в пять существующих типов РНК-вирусов царства Orthornavirae. Были предложены пять новых типов:

  • Taraviricota
  • Pomiviricota
  • Paraxenoviricota
  • Wamoviricota
  • Arctiviricota (особенно обилен в критически важных водах Северного Ледовитого океана)

Также предложено создание как минимум 11 новых классов РНК-вирусов. Команда готовит предложение для официального утверждения таксонов Международным комитетом по таксономии вирусов (ICTV).

"RdRp — один из древнейших генов, он существовал до появления необходимости в ДНК. Таким образом, мы прослеживаем не только происхождение вирусов, но и происхождение жизни", — отметил соавтор Ахмед Заед.

Исследование поддержано Национальным научным фондом (NSF), Фондом Гордона и Бетти Мур, Центром суперкомпьютеров Огайо и другими организациями. Работа стала возможной благодаря масштабному отбору проб консорциума Tara Oceans.