Учёные составили карту разнообразия, функций и активности глобальных супрагляциальных ДНК-вирусов

Супрагляциальные среды (поверхность ледников) в основном состоят из четырёх типов местообитаний для микробов и вирусов: снег, лёд, талая вода и криокониты (зернистый осадок на поверхности ледников). Новое исследование, опубликованное в Science Bulletin, показало, что в глобальных супрагляциальных средах обитает более 10 000 видов вирусов. Это 15-кратное расширение известного геномного инвентаря ДНК-вирусов.

Эти вирусы в основном относятся к бактериофагам — вирусам, инфицирующим бактерии. Исследователи также обнаружили, что вирусные сообщества демонстрируют чёткую региональную и средовую структуру распределения: образцы с полярных ледников отделяются от образцов с горных ледников Тибетского плато, а образцы криоконитов — от образцов снега и льда.

Кроме того, работа выявила активное взаимодействие вирусов с хозяевами в супрагляциальных средах. Команда обнаружила, что супрагляциальные вирусы могут быть связаны примерно с ~83% полученных прокариотических филумов/классов и обладают генетическим потенциалом для усиления метаболизма, повышения холодоустойчивости, подвижности клеток и использования фенольного углерода у хозяев в суровых условиях среды с помощью разнообразных вспомогательных метаболических генов.

Полевые измерения, проведённые Юнчином Лю и коллегами, показали, что скорость продукции вирусов может достигать 2×10⁸ вирусных частиц на грамм в час (2×10⁸ VLPs g⁻¹ h⁻¹), что сопоставимо с показателями для глобального океана и пресноводных озёр.

Наконец, тщательный анализ вирусного геномного содержания показал, что супрагляциальные ДНК-вирусы служат переносчиками генов устойчивости к антибиотикам (ARGs) и факторов вирулентности (VFs). Исследователи обнаружили 122 (1,1% от общего числа видов вирусов) и 924 уникальных вида вирусов (8,6% от общего числа), несущих 31 уникальный тип ARG и 1405 генов, кодирующих VFs. Таким образом, супрагляциальные ДНК-вирусы могут служить мобильными генетическими элементами для ARG и VF в экосистемах ледников.

В заключение, это исследование даёт системный взгляд на разнообразие и функции ДНК-вирусов горных и полярных супрагляциальных сред. Оно подчёркивает важность вирусов в супрагляциальных биогеохимических циклах и их потенциальное влияние на устойчивость нижележащих экосистем. Работа расширяет наши знания о разнообразии, функциях и адаптивности супрагляциальных вирусов и закладывает основу для будущих исследований ледников мира.