Analiza genetskog materijala u oceanu je identificirala tisuće dosad nepoznatih RNA virusa i udvostručila broj phyla ili bioloških skupina, virusa za koje se smatra da postoje, prema novoj studiji koju je tim istraživača objavio u časopisu Science.
RNA virusi
RNA virusi su najpoznatiji po bolestima koje uzrokuju kod ljudi, od obične prehlade do COVID-19. Također inficiraju biljke i životinje koje su važni za ljude.
Ovi virusi nose svoje genetske informacije u RNA, a ne u DNK. RNA virusi evoluiraju mnogo bržim tempom od DNA virusa. Dok su znanstvenici istražili stotine tisuća DNK virusa u svojim prirodnim ekosustavima, RNA virusi su relativno neistraženi.
Međutim, za razliku od ljudi i drugih organizama koji se sastoje od stanica, virusi nemaju jedinstvene kratke dijelove DNK koji bi mogli djelovati kao ono što istraživači nazivaju genetskim bar kodom. Bez ovog crtičnog koda, pokušaj razlikovanja različitih vrsta virusa u divljini može biti izazovan.
Identificiranje gena
Kako bi zaobišli ovo ograničenje, znanstvenici su odlučili identificirati gen koji kodira određeni protein i omogućuje virusu replicirati svoj genetski materijal. To je jedini protein koji dijele svi RNA virusi jer ima bitnu ulogu u načinu na koji se sami razmnožavaju. Međutim svaki RNA virus ima male razlike u genu koji kodira protein i može pomoći u razlikovanju jedne vrste virusa od druge.
Stoga su pregledali globalnu bazu podataka RNA sekvenci iz planktona prikupljene tijekom četverogodišnjeg globalnog istraživačkog projekta Tara Oceans ekspedicije. Planktoni su svi vodeni organizmi koji su mali i plivaju protiv struje. Oni su vitalni dio oceanskih prehrambenih mreža i uobičajeni su domaćini RNA virusa. Njihov probir je u konačnici identificirao preko 44 000 gena koji kodiraju protein virus.
Veze između gena
Njihov sljedeći izazov je bio utvrditi evolucijske veze između ovih gena. Što su dva gena bila sličnija, vjerojatnije je da su virusi s tim genima usko povezani. Budući da su se ove sekvence razvile tako davno, genetski putokazi koji ukazuju na to gdje su se novi virusi mogli odvojiti od zajedničkog pretka su izgubljeni u vremenu.
Oblik umjetne inteligencije nazvan strojno učenje im je omogućio sustavno organizirati te sekvence i objektivnije otkriti razlike, nego da se zadatak radi ručno.
Identificirali su ukupno 5504 nova morska RNA virusa i udvostručili broj poznatih tipova RNA virusa s pet na 10. Zemljopisno kartiranje ovih novih sekvenci je otkrilo da su dvije nove vrste bile posebno rasprostranjene u ogromnim oceanskim regijama s regionalnim preferencijama u umjerenim i tropskim vodama ili Arktičkom oceanu.
Vjeruju da bi Taraviricota mogla biti karika koja nedostaje u evoluciji RNA virusa koju su istraživači dugo tražili, povezujući dvije različite poznate grane RNA virusa koje su se razlikovale u načinu na koji se repliciraju.
Zašto je važno
Ove nove sekvence pomažu znanstvenicima bolje razumjeti ne samo evolucijsku povijest RNA virusa, nego i evoluciju ranog života na Zemlji.
Kao što je pandemija COVID-19 pokazala, RNA virusi mogu uzrokovati smrtonosne bolesti. No, RNA virusi također imaju vitalnu ulogu u ekosustavima jer mogu zaraziti široku lepezu organizama, uključujući mikrobe koji utječu na okoliš i prehrambene mreže na kemijskoj razini.
Određivanje lokacije gdje u svijetu žive ti RNA virusi može pomoći razjasniti kako oni utječu na organizme koji pokreću mnoge ekološke procese koji pokreću naš planet. Njihova studija također nudi poboljšane alate koji mogu pomoći istraživačima katalogizirati nove viruse kako genetske baze podataka rastu.
Što se još uvijek ne zna
Unatoč identificiranju tolikog broja novih RNA virusa i dalje je izazovno odrediti koje organizme mogu zaraziti. Istraživači su također trenutno ograničeni na uglavnom fragmente nepotpunih genoma RNA virusa, dijelom zbog njihove genetske složenosti i tehnoloških ograničenja.
Njihovi bi sljedeći koraci bili otkriti koje vrste gena možda nedostaju i kako su se mijenjali tijekom vremena. Otkrivanje ovih gena moglo bi pomoći znanstvenicima bolje razumjeti kako ti virusi rade, piše Sciencealert.
