Учёные открыли новые почвенные вирусы
Почва — невоспетый герой нашей жизни. Она питает сельскохозяйственные культуры, обеспечивает дренаж дождевой воды в водоносные горизонты и служит средой обитания для множества организмов. На микроскопическом уровне почва кишит жизнью, включая микробы, такие как грибы и бактерии, которые взаимодействуют с растениями. Однако, несмотря на важность, мало что известно о том, что именно существует под поверхностью Земли.
В новом исследовании Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) учёные использовали биоинформатику и глубокое секвенирование для идентификации почвенных вирусов и лучшего понимания их роли в экосистеме. Большинство этих вирусов инфицируют бактерии и, как считается, играют важную роль в поддержании микробных популяций.
«Вирусы широко распространены в природе, — сказала Джанет Янссон, главный научный сотрудник по биологии и научный сотрудник лаборатории PNNL. — Поскольку в каждом образце почвы их так много, идентификация различных вирусов становится сложной задачей».
Вместе с вычислительным биологом Руонаном Ву и руководителем группы наук о микробиоме Кирстен Хофмокел Янссон собрала образцы почвы с лугов в штатах Вашингтон, Айова и Канзас. Учёные задействовали возможности Объединённого института генома, вычислительные мощности Национального центра научных вычислений для исследований в области энергетики и экспертизу EMSL (Лаборатории молекулярных наук в области окружающей среды), чтобы обнаружить ранее неизвестные почвенные вирусы. Результаты опубликованы в журналах mBio и Communications Biology.
Разные вирусы для разных климатов
Учёные выбрали Вашингтон, Айову и Канзас, потому что в этих местах разное количество осадков. Восточный Вашингтон значительно суше Айовы, а Канзас занимает промежуточное положение по влажности почвы.
«Мы выбрали места с разной влажностью почвы, чтобы увидеть, влияет ли это на типы и количество вирусов, — сказал Ву. — Во влажной почве больше бактерий, а многие почвенные вирусы заражают именно бактерии».
Учёные заметили, что определённые вирусы гораздо более распространены в сухой почве, чем во влажной.
«В более сухом климате в почве, как правило, меньше, но более разнообразных микробов, — пояснил Ву. — Относительная нехватка бактериальных хозяев означает, что вирусу выгодно сохранять хозяина живым».
Исследователи также обнаружили, что в более сухой почве вирусы с большей вероятностью содержат особые гены, которые они потенциально могут передать своим бактериальным хозяевам.
«Эти гены потенциально могут дать своим бактериальным хозяевам "суперспособности", — сказала Янссон. — Эти вирусные гены могут передаваться бактериям, помогая им выживать в сухих почвах».
Хотя для лучшего понимания роли этих особых вирусных генов необходимо больше исследований, возможность их полезности для почвенных бактерий обнадёживает. Эти гены могут помочь бактериям, увеличивая их способность перерабатывать углерод и тем самым улучшая здоровье почвы.