Учени откриха 30 000 нови вируса в ДНК-то на микроби

Д окато анализирали геномите на едноклетъчни микроби, екип от изследователи направил изумително откритие: хиляди неизвестни досега вируси са били „скрити“ в ДНК на микробите.

Изследователите откриха ДНК на повече от 30 000 вируса, вградени в геномите на различни едноклетъчни микроби, съобщават те в новото си проучване. Обясняват, че вирусната ДНК може да позволи на клетка гостоприемник да репликира пълни, функционални вируси.

„Бяхме много изненадани от количеството вируси, които открихме чрез този анализ“, казва водещият автор Кристофър Белас, еколог, изучаващ вируси в университета Инсбрук в Австрия. „В някои случаи се оказва, че до 10 процента от ДНК-то на микроба се състои от скрити вируси.“

Scientists Have Found 30,000 New Viruses Hiding in The DNA of Microbeshttps://t.co/zTDb8Dtmvl

— SARS‑CoV‑2 (COVID-19) (@COVID19_disease) April 26, 2023

“Тези вируси изглежда не разболяват своите гостоприемници и може да са полезни ”, допълват изследователите. Някои от новите вируси приличат на вирофаги - вид вирус, който инфектира други патогенни вируси, опитващи се да заразят клетката гостоприемник.

„Защо толкова много вируси се намират в геномите на микробите все още не е ясно“, казва Белас. „Най-убедителната ни хипотеза е, че те предпазват клетката от заразяване с опасните, за нея вируси.

Да живееш на Земята означава да се бориш с вируси - най-разпространените биологични единици на планетата, колективно заразяващи всеки тип форма на живот. Те са много разнообразни, използват много различни тактики, за да експлоатират своите клетъчни домакини.

Независимо от семантичните дебати за това дали вирусите са живи, те със сигурност се вмъкват в живота на други живи същества. Някои дори се репликират, като добавят своята ДНК към клетка гостоприемник и стават част от нейния геном.

Когато това се случи в зародишна клетка, това може да доведе до ендогенни вирусни елементи (EVE) или вирусна ДНК, предавана от едно поколение на следващо във вид гостоприемник.

Учените са открили EVE в широк спектър организми, включително животни, растения и гъби. Например, бозайниците носят различни вирусни фрагменти в своята ДНК, а около 8 процента от човешкия геном се състои от ДНК от древни вирусни инфекции.Авторите на изследването обясняват, че повечето от тях вече не функционират и се считат за „геномни вкаменелости“.

#Scientists have made an unexpected #discovery about previously unknown #viruses. https://t.co/LNfoT4CJ5k

— IndiaToday (@IndiaToday) April 26, 2023

Изследванията показват, че EVE могат да бъдат адаптивни при хора и други организми, като вероятно помагат за отблъскване на съвременните вируси.

Това е вярно за много едноклетъчни еукариоти, посочват изследователите, отбелязвайки, че тези микроби обикновено се заразяват и убиват от гигантски вируси.

Ако вирофаг вече обитава клетка гостоприемник, той може да препрограмира гигантски вирус, за да изгради вирофаги, вместо да се репликира, потенциално спасявайки гостоприемника.

Според новото проучване ДНК от новооткритите вируси е подобна на ДНК на вирофагите, което предполага, че микробите могат да се радват на известна защита от гигантски вируси благодарение на „вградените“ вируси, пребиваващи в техните геноми.

Изследването на EVE досега се е фокусирало главно върху животни и растения, пишат изследователите, с малко внимание на протистите – еукариотни организми, които не са животни, растения или гъби.

Откриването на хиляди нови вируси, скрити в микробна ДНК, не е била първоначалната цел на Белас и колегите му, които планирали да проучат нова група вируси, открити във водите на Госенкьолезе, алпийско езеро в австрийската провинция Тирол.

„Първоначално с нашето изследване искахме да открием произхода на новите „полинтоноподобни вируси“, казва Белас.

Scientists discover over 30 viruses frozen in 15,000-year old ice https://t.co/e0sztSBW5L via ArutzSheva_En pic.twitter.com/0sXHCo387G

— Israel News Links (@IsraelNewsLinks) July 22, 2021

"Ние обаче не знаехме кои организми обикновено са заразени от тези вируси. Ето защо проведохме широкомащабно проучване, за да тестваме всички микроби, чиито ДНК секвенции са известни."

За да направят това, те използвали помощта на "Лео"- високопроизводителен компютърен клъстър в университета в Инсбрук, който може да анализира огромни количества данни.

Забелязвайки гени от вирофаги и други вируси в много от геномите на микробите, изследователите решили да задълбочат проучаването, използвайки Лео за систематичен анализ на всички геноми на протисти.

Те открили EVEs "скрити в повтарящи се, трудни за свързване региони на едноклетъчни еукариотни геноми", пишат те, като отбелязват, че хиляди интегрирани вируси показват, че те съставляват значителна, неизучавана досега част от геномите на протисти.

Проучването също така открило доказателства, че много протистки EVE не са просто геномни вкаменелости, а функционални вируси, допълват изследователите, "което предполага, че различни масиви от тези елементи може да са част от антивирусната система на гостоприемника."