Учёные обнаружили неизвестный вирус в «мусорной» ДНК
Случайное открытие привело к созданию нового метода поиска неизвестных вирусов.
В исследовании, опубликованном в журнале Virus Evolution, учёные из Оксфордского университета показали, что методы Next-Generation Sequencing (NGS) и связанные с ними онлайн-базы данных ДНК можно использовать для открытия вирусов. Они разработали алгоритмы, обнаруживающие ДНК вирусов, которые случайно оказываются в образцах крови или тканей рыб. Этот подход можно применять для идентификации вирусов у самых разных видов.
Технология NGS произвела революцию в геномике и позволяет собирать огромные массивы данных из одного фрагмента ДНК. Эти данные собираются в крупные общедоступные геномные базы данных.
Доктор Арис Кацуракис и доктор Амр Асвад из Оксфорда случайно нашли новое применение этим базам. Ища древний вирус герпеса у приматов, они обнаружили следы двух новых, не описанных ранее вирусов.
Вдохновившись этим, они целенаправленно применили метод для поиска новых герпесвирусов рыб. Изучив более 50 рыбьих геномов, они не только нашли ожидаемые герпесвирусы, но и выявили далёкую линию необычных вирусов, возможно, представляющих новое семейство. Их следы в виде фрагментов были обнаружены в геномах 15 видов рыб, включая атлантического лосося и радужную форель.
Чтобы подтвердить, что это не ошибка обработки данных, учёные проверили дополнительные образцы из супермаркета и суши-ресторана. Те же вирусные фрагменты были найдены и там.
«В геноме лосося мы нашли то, что выглядит как полный и независимый вирусный геном, а также десятки фрагментов вирусной ДНК, встроившихся в ДНК рыбы. Вирусы могут интегрироваться в геном хозяина, иногда оставаясь там миллионы лет. В данном случае, похоже, вирус украл ген у самого лосося, что объясняет, как он так широко распространился в его геноме», — сказал доктор Кацуракис.
Успех исследования основан на междисциплинарном подходе, сочетающем методы эволюционной биологии и геномики. Это ядро новой области — палеовирусологии (изучение древних вирусов, встроивших свою ДНК в ДНК хозяев).
«Открытие новых вирусов исторически было сосредоточено на людях и животных с симптомами болезней. Наше исследование показывает, насколько полезен NGS для вирусной идентификации. Для многих вирусная ДНК в данных — это досадный загрязнитель, который нужно отфильтровать. Но мы считаем это возможностью, так как там могут скрываться новые вирусы, достойные изучения. Мы можем выбрасывать очень ценные данные», — отметил доктор Асвад.
Традиционный поиск вирусов — сложный процесс, требующий выращивания клеток в лаборатории. Подход оксфордских учёных открывает большие возможности для будущего.
Метод можно использовать для поиска вирусов у разных видов, особенно известных как переносчики заболеваний (летучие мыши, грызуны, комары). Это может помочь обнаружить вирусы до начала вспышки.
«Сила этой техники — в скорости открытия и независимости от поиска больной особи. Вирусные данные, которые иначе были бы отброшены как мусор, — уникальный ресурс для поиска как патогенных, так и безвредных вирусов», — добавил доктор Кацуракис.
Следующий шаг команды — выяснить влияние обнаруженных вирусов и их потенциальные последствия для болезней или коммерческого рыбоводства. Риск кросс-видовой передачи существует для других рыб, но для человека он минимален.
«Скажу так: я не собираюсь переставать есть сашими», — заключил доктор Кацуракис.