Международная группа исследователей под руководством микробиолога Цичао Ту из Шаньдунского университета совершила неожиданное открытие в приливно-отливных отложениях у побережья Китая. В пробах ила обнаружено небывалое разнообразие гигантских вирусов, включая как минимум одно ранее неизвестное науке семейство, а их генетический материал содержит гены, способные влиять на круговорот углерода и азота в прибрежных экосистемах.
Прибрежные илистые отмели, которые долгое время оставались белым пятном для вирусологов, преподнесли сенсационный сюрприз. Ученые из Института морских наук и технологий Шаньдунского университета (SDU) проанализировали около 200 образцов отложений, взятых вдоль китайского побережья, и обработали более пяти терабайт генетических данных.
Результат превзошел все ожидания: команда выделила 237 крупных вирусных геномов, причем самые массивные из них насчитывают сотни тысяч пар нуклеотидов — по масштабу генетического материала они сопоставимы с полноценными клеточными организмами. Исследование опубликовано в авторитетном журнале Nature Communications.
Среди найденных вирусов исследователи выделили две основные группы. Примерно две трети образцов относятся к гигантским вирусам, поражающим одноклеточных обитателей ила — водоросли и амеб. Остальные — так называемые гигантские фаги, увеличенные родственники вирусов, охотящихся на бактерии. Они несут в себе десятки дополнительных генов, позволяющих им размножаться практически без помощи клетки-хозяина. Но главная неожиданность ждала впереди: восемь вирусов образовали тесную кладу, которая не вписывается ни в одно из известных семейств. Эта ветвь относится к порядку Imitervirales, но выглядит настолько уникально, что ученые предположили: перед ними совершенно новое семейство, ранее не описанное в научной литературе.
Еще более странным оказалось то, с какими организмами эти вирусы потенциально связаны. Семь из восьми образцов показали тесную генетическую связь с членистоногими — группой, включающей насекомых, крабов и креветок. Это указывает на возможное взаимодействие гигантских вирусов с животными, а не только с микробами, как считалось ранее. Кроме того, исследователи обнаружили неожиданную корреляцию между вирусами и грибами — теми самыми, которые раньше никогда не рассматривались как потенциальные хозяева для подобных патогенов. Статистическая связь, конечно, не является доказательством заражения, но она явно намекает на то, что в каталоге гигантских вирусов до сих пор зияют огромные пробелы.
Однако самым интригующим аспектом открытия стало присутствие в геномах вирусов сотен генов, отвечающих за метаболические процессы — синтез аминокислот, сахаров и строительных блоков ДНК. Особенно важным оказалось то, что гены гигантских вирусов оказались завязаны на пути круговорота углерода и переработки азота — ключевые химические процессы, определяющие продуктивность прибрежных экосистем.
Если эти гены действительно активируются во время заражения клеток-хозяев, то вирусы могут напрямую влиять на то, как прибрежные экосистемы перерабатывают питательные вещества. А это значит, что в моделях глобальных биохимических циклов, возможно, придется учитывать фактор вирусной активности — даже в той грязи, которая, как нам казалось, лежит у нас под ногами мертвым грузом.
Ранее ученые нашли новый вид землетрясений, которые никто не чувствует, но они меняют все. Земля оказалась идеально симметричной вдоль странной оси.