Rozsáhlý mezinárodní výzkum nasbíral ve světových oceánech vzorky vody, v nichž se pokusil najít známé i neznámé viry. Výsledek předčil očekávání, pomocí počítačové analýzy se podařilo najít přes 5500 zatím neznámých RNA virů.
Vědci našli v oceánech přes pět tisíc druhů neznámých virů. Některé obsahují prastaré geny
Nové viry pocházely ze všech pěti známých kmenů – určily to algoritmy založené na principu strojového učení. Výsledky ale naznačují, že zřejmě bude zapotřebí zřídit nejméně pět nových kmenů RNA virů, protože některé z nově nalezených se do starých kategorií vůbec nehodí.
- RNA viry jsou viry, které ve své částici (virionu) obsahují ribonukleovou kyselinu (RNA).
- Viry nesoucí RNA, které ji ale zpětně přepisují do DNA, se většinou vyčleňují do vlastní kategorie retrovirů (např. HIV).
Vůbec nejvíc z doposud neznámých virů patří právě do jehoho z takových zatím neexistujících kmenů – autoři studie pro něj navrhují název Taraviricota. Toto jméno je vlastně poděkováním organizaci Tara Oceans Consortium, která pomocí své stejnojmenné výzkumné lodi odebrala přes 35 tisíc vzorků vody.
„Našli jsme neuvěřitelnou rozmanitost. Úžasné je, že ten nový kmen, Taraviricota, byl nalezen vlastně úplně všude, ve všech zkoumaných oceánech,“ komentoval výsledky výzkumu jeho hlavní autor Matthew Sullivan, profesor mikrobiologie na Ohio State University.
„RNA viry jsou v našem světě zjevně důležité, ale obvykle studujeme jen malou část z nich – těch několik stovek, které škodí lidem, rostlinám a zvířatům. Chtěli jsme je systematicky studovat ve velmi velkém měřítku a prozkoumat prostředí, kterému se dosud nikdo do hloubky nevěnoval. A měli jsme štěstí, protože prakticky každý druh, který jsme našli, byl nový,“ dodal vědec, jehož práce vyšla na začátku dubna v odborném žurnálu Science.
Neviditelní hráči s neznámou rolí
Zatímco mikrobi se zásadním způsobem podílejí na veškerém životě na planetě, u virů má věda mnohem méně informací o jejich roli v ekosystémech. Viry, které dokáží s mikroby interagovat, nebo je napadají, totiž mohou mít na jejich funkce mnoho odlišných vlivů.
Předpokládá se, že tyto typy virů mají tři hlavní funkce: zabíjejí buňky, mění způsob, jakým infikované buňky hospodaří s energií, a nebo přenášejí geny z jednoho hostitele na druhého. Obecně je ale o virech, mimo těch, které útočí na člověka, známo jen velmi málo.
Podle autorů nové studie mohou poznatky o rozmanitosti a množství virů ve světových oceánech pomoci vysvětlit roli mořských mikrobů při adaptaci oceánů na klimatické změny. Oceány totiž pohlcují asi polovinu oxidu uhličitého, který vzniká v důsledku lidské činnosti. Některé předchozí výzkumy naznačují, že právě mořské viry by mohly být tím neviditelným regulátorem, který má klíčovou roli v tom, jakým způsobem se ukládá uhlík v oceánech.
Mapa světa virů
Tento výzkum se pravděpodobně stane příčinou velké změny v klasifikaci RNA virů. Mezinárodní výbor pro taxonomii virů (ICTV) jich uznává pět kmenů – jenže v rámci nové studie se do těchto šablon hodilo jen několik stovek.
Další tisíce druhů se do nich nehodí; vědci pro ně tedy navrhli pět nových kmenů – kromě již uvedeného Taraviricota jsou to Pomiviricota, Paraxenoviricota, Wamoviricota a Arctiviricota. Ve všech je mnoho druhů, některé jsou v oceánech velmi rozšířené.
Hledání jehly v kupce sena
Sullivanův tým dlouhodobě katalogizuje druhy DNA virů v oceánech, přičemž jejich počet vzrostl z několika tisíc v letech 2015 a 2016 na 200 tisíc v roce 2019. Při novém výzkumu ale nezkoumali přímo virové částice – ale jen sekvence genů, které našli v organismech plovoucích v moři.
Soustředili se přitom na sekvence RNA, jež obsahovaly gen jménem RdRp, který se u RNA virů vyvíjel miliardy let – jenže u jiných virů nebo buněk se nevyskytuje. Tento gen zřejmě patří k těm vůbec nejstarším, které se na Zemi objevily. „RdRp by měl být jedním z nejstarších genů – existoval ještě předtím, než byla potřeba DNA,“ řekl. „Takže nesledujeme jen původ virů, ale také původ života,“ doplnil Sullivan.