Az erről a felfedezésről szóló új tanulmány olyan továbbfejlesztett eszközöket biztosít, amelyek a genetikai adatbázisok új vírusok katalogizálását segíthetik a kutatóknak.
Az óceánok genetikai anyagának elemzése több ezer, korábban ismeretlen RNS-vírust azonosított, és megduplázta a vírusok feltételezett phyláinak, azaz biológiai csoportjainak számát, derül ki egy új tanulmányból. Az RNS-vírusok leginkább az általuk okozott betegségekről ismertek, a náthától kezdve a COVID-19-ig. Az emberek számára fontos növényeket és állatokat is megfertőznek. Ezek a vírusok genetikai információjukat nem DNS-ben, hanem RNS-ben hordozzák. Az RNS-vírusok sokkal gyorsabban fejlődnek, mint a DNS-vírusok. Míg a tudósok több százezer DNS-vírust katalogizáltak természetes ökoszisztémáikban, az RNS-vírusokat viszonylag kevésbé vizsgálták.
Az emberrel és más, sejtekből álló szervezetekkel ellentétben azonban a vírusok nem rendelkeznek olyan egyedi, rövid DNS-szakaszokkal, amelyek a kutatók által genetikai vonalkódnak nevezett kódként működhetnek. E vonalkód nélkül a különböző vírusfajok megkülönböztetése a természetben kihívást jelenthet. Ennek a korlátnak a megkerülése érdekében úgy döntöttek a kutatók, hogy azonosítják azt a gént, amely egy bizonyos fehérjét kódol, amely lehetővé teszi, hogy a vírus szaporítsa a genetikai anyagát. Ez az egyetlen olyan fehérje, amely minden RNS-vírusnak közös, mivel alapvető szerepet játszik abban, hogy hogyan szaporodnak. Minden egyes RNS-vírusnak azonban vannak apró eltérései a fehérjét kódoló génben, amelyek segítségével meg lehet különböztetni az egyik vírustípust a másiktól.
Ezért átvizsgálták a négyéves Tara Oceans expedíció globális kutatási projekt során gyűjtött planktonból származó RNS-szekvenciák globális adatbázisát. Planktonnak nevezünk minden olyan vízi élőlényt, amely kicsi ahhoz, hogy az áramlással szemben ússzon. Az óceáni táplálékhálózat létfontosságú részét képezik, és az RNS-vírusok gyakori gazdái. Átvilágításuk végül több mint 44 ezer gént azonosított, amelyek a vírusfehérjét kódolják. A következő kihívásunk az volt, hogy meghatározzák az evolúciós kapcsolatokat e gének között. Minél hasonlóbb volt két gén, annál valószínűbb volt, hogy az ezekkel a génekkel rendelkező vírusok szoros rokonságban állnak egymással.
Mivel ezek a szekvenciák olyan régen fejlődtek ki (valószínűleg az első sejt kialakulása előtt), a genetikai jelzések, amelyek jelezték, hogy az új vírusok hol szakadhattak el egy közös őstől, elvesztek az idők során. A mesterséges intelligencia egy formája, az úgynevezett gépi tanulás azonban lehetővé tette a kutatók számára, hogy szisztematikusan rendszerezzék ezeket a szekvenciákat, és objektívebben észleljék a különbségeket, mintha a feladatot kézzel végezték volna. Összesen 5054 új tengeri RNS-vírust azonosítottak, és megduplázták az ismert RNS-vírus-törzsek számát ötről tízre. Ezen új szekvenciák földrajzi feltérképezése feltárta, hogy két új törzs különösen nagy számban fordul elő hatalmas óceáni régiókban, regionális preferenciákkal a mérsékelt égövi és trópusi vizekben (a Taraviricota, amely a Tara Oceans expedíciókról kapta a nevét) vagy a Jeges-tengerben (az Arctiviricota).
Úgy vélik, hogy a Taraviricota lehet a hiányzó láncszem az RNS-vírusok evolúciójában, amelyet a kutatók régóta keresnek, összekötve az RNS-vírusok két különböző ismert ágát, amelyek a szaporodásuk módjában különböztek. Ezek az új szekvenciák segítenek a tudósoknak jobban megérteni nemcsak az RNS-vírusok evolúciós történetét, hanem a korai földi élet evolúcióját is. Amint a COVID-19 világjárvány megmutatta, az RNS-vírusok halálos betegségeket okozhatnak. Az RNS-vírusok azonban létfontosságú szerepet játszanak az ökoszisztémákban is, mivel a szervezetek széles körét képesek megfertőzni, beleértve a mikrobákat is, amelyek kémiai szinten befolyásolják a környezetet és a táplálékhálózatokat. Annak feltérképezése, hogy ezek az RNS-vírusok hol élnek a világban, segíthet tisztázni, hogyan hatnak a bolygónkat működtető számos ökológiai folyamatot irányító szervezetekre.
Az új tanulmány olyan továbbfejlesztett eszközöket is biztosít, amelyek a genetikai adatbázisok bővülésével új vírusok katalogizálását segíthetik a kutatóknak. Annak ellenére, hogy ennyi új RNS-vírust azonosítottak, továbbra is kihívást jelent annak meghatározása, hogy milyen szervezeteket fertőznek meg. A kutatók jelenleg is többnyire csak a hiányos RNS-vírusgenomok töredékeire korlátozódnak, részben genetikai összetettségük és technológiai korlátaik miatt. A következő lépésük az lenne, hogy kiderítsék, milyen gének hiányozhatnak, és hogyan változtak az idők során. Ezeknek a géneknek a feltárása segíthetne a tudósoknak jobban megérteni, hogyan működnek ezek a vírusok.
(Forrás: ScienceAlert)
