Тайна, скрытая на дне. В океане найдены тысячи неизвестных науке вирусов
Недавно вышло два научных исследования, которые показывают, насколько мало мы знаем о вирусах. Обе работы посвящены вирусам, найденным в Мировом океане. Одних обнаружили в донных отложениях Тихого океана, других - у морских черепах.
Помогают микробам бороться со стрессом
На дне Тихого океана в зоне разлома Кларион-Клиппертон находятся полиметаллические конкреции — камни, насыщенные никелем, кобальтом и другими металлами, без которых в наше время невозможно производство аккумуляторов и электроники. Именно поэтому в этом районе в последние годы часто проводят геологическую разведку.
Но конкреции — это не только сырьё. Это твёрдое основание, на котором строят свою жизнь глубоководные организмы. Исследователи из Чунцинского университета и Второго института океанографии Китая проанализировали донные осадки, собранные в 2023 и 2024 годах. Они извлекли ДНК и РНК, секвенировали их — и обнаружили 11 742 вируса. 99% из них оказались новыми для науки.
Большинство найденных вирусов специализируются на заражении бактерий и архей — простейших одноклеточных, которые перерабатывают химические элементы на дне океана. По мнению учёных, эти вирусы могут переписывать генетическую программу своих хозяев-микробов и помогают им справляться со стрессом, который вызван высоким содержанием металлов в окружающей среде.
«Заражение ключевых функциональных микробов и кодирование вспомогательных метаболических генов позволяют вирусам модулировать метаболизм хозяина и его выживание во время инфекции», — пишут авторы в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
Что нашли у морских черепах
Второе исследование посвящено существам, которых мы привыкли видеть на фотографиях из тёплых тропических морей. Морские черепахи выглядят как живые ископаемые: они пережили динозавров и ледниковые периоды. Но сегодня некоторые их виды находятся под угрозой исчезновения.
До сих пор усилия по их сохранению были сосредоточены на человеческих угрозах - предотвращении загрязнений, браконьерства, застройки побережий. Вирусы оставались в тени. Считалось, что их известно менее десятка — тех, что вызывают болезни у этих животных.
Исследователи из Колледжа ветеринарной медицины Университета Джорджии проанализировали образцы фекалий от черепах, проходивших реабилитацию, и от свободно живущих особей на атлантическом и тихоокеанском побережьях США. В результате обнаружено 19 вирусов, и семь из них раньше не встречались ни у одного вида. А один, как выяснилось, вообще принадлежит к совершенно новому семейству.
Найденные вирусы демонстрируют, насколько слабо изучены инфекции у морских черепах. Учёные делают важное уточнение: наличие вируса — не то же самое, что болезнь. Большинство из них, вероятно, никогда не вызовут у черепах никаких симптомов.
«Многие из них, возможно, никогда не станут причиной болезни. Но их обнаружение и внесение в каталог дают нам базу, которая поможет распознавать те вирусы, которые действительно представляют угрозу для уже уязвимых популяций», — объясняет Джеймс Стэнтон, один из авторов исследования.
Иначе говоря, если в будущем черепахи начнут болеть (а они начнут, потому что новые патогены появляются постоянно), учёные больше не будут искать причину с нуля. У них будет каталог всех вирусов, которые уже присутствуют в популяции. И они смогут быстро понять, какой именно «включился» и почему.
Знаем меньше одной тысячной от всего их разнообразия
Прокомментировать эти исследования мы попросили доктора биологических наук, заведующего лабораторией вирусов микроорганизмов Института микробиологии им. С.Н. Виноградского ФИЦ Биотехнологии РАН, профессора кафедры вирусологии биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова Андрея Летарова:
«В случае с вирусами в зоне разлома Кларион-Клиппертон на дне Тихого океана речь идёт о вирусах бактерий, о бактериофагах и в меньшей степени - о вирусах архей.
Стоит сказать, что вирусы микроорганизмов – это самые распространённые существа на планете. Они есть всюду, где есть жизнь. Когда мы изучали вирусные сообщества фекалий лошадей, даже там б`ольшая часть обнаруженных бактериофагов не попадала в известные семейства. Стоит ли удивляться, что в труднодоступных районах океана находят неизвестные прежде вирусы? Конечно, нет.
Важный момент: речь идёт о метагеномике. Это значит, что учёные не выделяли эти вирусы в культуру и даже в электронный микроскоп их не видели. Они просто взяли образцы, выделили оттуда всю ДНК сразу — и по её фрагментам пытались понять, какие вирусы там есть. То есть это «виртуальные» вирусы, найденные биоинформатически (на компьютере) только по их геномным последовательностям или даже фрагментам.
Разумеется, все эти вирусы (как, скорее всего, и найденные в черепахах) не имеют никакого отношения к человеку и угрозы ему не несут.
Вообще, на Земле огромное количество вирусов, которые до сих пор неизвестны науке. Если говорить только о вирусах микроорганизмов, мы, скорее всего, знаем меньше одной тысячной от всего их разнообразия. И то это, вероятно, завышенная оценка».