Учёные открыли новый гигантский вирус, поражающий пресноводные водоросли

Учёные из Биологического центра Чешской академии наук в этом году обнаружили сорок новых пресноводных вирусов, поражающих водные микроорганизмы. Первый из них, который они выделили и детально описали, назвали Budvirus в честь столицы Южной Чехии — Ческе-Будеёвице. Он относится к «гигантским вирусам» и поражает одноклеточные водоросли криптофиты.

Исследователи подтвердили, что этот вирус играет важную роль в экосистеме, контролируя цветение водорослей и помогая поддерживать баланс в водной среде. Все вирусы были обнаружены в водохранилище Ржимов недалеко от Ческе-Будеёвице, которое южночешские гидробиологи регулярно мониторят уже пять десятилетий и которое является одним из наиболее изученных пресноводных водохранилищ в Европе. Работа опубликована в The ISME Journal.

Хотя пресноводные экосистемы, такие как озёра, пруды, водохранилища и реки, окружают нас повсюду, их микроскопические представители, особенно вирусы и бактерии, всё ещё остаются малоизученной областью. Капля воды может содержать миллион бактерий и в десять раз больше вирусов, но лишь горстка из них описана. Современные методы, такие как анализ экологической ДНК, делают большие успехи в изучении водного микромира. Это также один из методов, используемых чешской научной группой.

«Мы извлекаем весь генетический материал из образца воды, анализируем его с помощью методов секвенирования ДНК и по этим данным можем отследить, какие виды организмов присутствовали в воде. Это даёт нам подсказки для поиска новых вирусов или бактерий», — объясняет Рохит Гхай, руководитель Лаборатории микробной экологии и эволюции Биологического центра ЧАН. Используя эти молекулярные подсказки, учёные затем ищут существующий вирус в других образцах воды. Они также пытаются перенести его в лабораторию, сохранить в лабораторных условиях и подвергнуть детальному изучению.

Новооткрытый Budvirus, вероятно, обитает во многих озёрах Европы и других континентов

Гидробиологи впервые обнаружили Budvirus этой весной, в период быстрого роста микроскопических водорослей в воде. Они знали, что благодаря планктонным хищникам (таким как простейшие, коловратки или ветвистоусые рачки) и истощению питательных веществ эти водоросли вскоре исчезнут. Но теперь они подтвердили, что вновь открытый гигантский вирус является основным фактором этого сокращения водорослей, и его активность особенно важна во время весеннего роста планктона.

«Budvirus — это первый описанный вирус, который поражает криптофиты рода Rhodomonas, одни из самых распространённых водорослей фитопланктона. Можно предположить, что он является представителем глобально распространённой группы вирусов в пресноводных экосистемах и встречается по всему миру», — говорит член команды Елена Энрикес Виейра.

Капсид Budvirus имеет икосаэдрическую форму размером 200 нанометров, что примерно в десять раз больше обычного размера вирусов. Его геном кодирует более 400 белков, половина из которых имеет неизвестную функцию. Существует много вирусов водорослей аналогичного размера, называемых «гигантскими вирусами», и Budvirus относится к ним.

Используя экологическую ДНК, исследователи обнаружили, что генетически почти идентичные гигантские вирусы можно найти во многих озёрах Европы или других континентов. Таким образом, интенсивное изучение одного места имеет глобальное значение для исследования микробов в пресных водах.

Изучение участников экосистемы и их взаимодействий помогает понять неожиданные изменения

Пресноводные экосистемы — очень динамичные среды, полные сложных взаимодействий между организмами — от микроскопических бактерий, вирусов, водорослей и простейших до более крупных организмов, таких как рыбы. Их взаимные взаимодействия, будь то хищничество, паразитизм, конкуренция или симбиоз, оказывают большое влияние на баланс экосистемы и её способность реагировать на внешние изменения, такие как колебания температуры, изменения химического состава воды или появление новых видов.

С новым открытием команда чешских учёных вносит вклад в понимание экологических и эволюционных взаимодействий между вирусами и их хозяевами в пресноводных средах.

«Важно тщательно понимать этих участников экосистемы и их взаимодействия. Когда в воде происходят непредвиденные изменения, мы будем знать, что случилось», — добавляет Гхай.