COLUMBUS - Analýza genetického materiálu v oceáne identifikovala tisíce neznámych RNA vírusov a zdvojnásobila počet "fyla" alebo biologických skupín vírusov, o ktorých sa predpokladá, že existujú. RNA vírusy sú známe pre choroby, ktoré spôsobujú u ľudí. Ide o bežné prechladnutie až po COVID-19. Sú však schopné infikovať aj rastliny a zvieratá, bez ktorých by sme vyhynuli.
Tieto vírusy nesú svoju genetickú informáciu skôr v RNA ako v DNA. Vyvíjajú sa preto oveľa rýchlejšie. Vedcom sa podarilo kategorizovať už státisíce DNA vírusov v ich prirodzených ekosystémoch, no RNA vírusy boli až donedávna relatívne neprebádané. Štúdia zverejnená v časopise Science však prichádza s novými poznatkami. Na rozdiel od ľudí a iných organizmov zložených z buniek vírusom chýbajú jedinečné krátke úseky DNA, ktoré by mohli pôsobiť ako genetický kód. Bez neho je veľmi náročné rozlíšiť rôzne druhy vírusov v prírode.
Kľúčom bol proteín
Vedci potrebovali obísť toto obmedzenie, a preto sa rozhodli identifikovať gén, ktorý kóduje konkrétny proteín. Tým pádom umožňuje vírusu replikovať jeho genetický materiál. Je to jediný proteín, ktorý zdieľajú všetky RNA vírusy, pretože hrá zásadnú úlohu v tom, ako sa šíria. V tomto proteíne sú u RNA vírusov malé rozdiely, ktoré môžu pomôcť rozlíšiť jeden typ vírusu od druhého. Ako vzorky pre výskum poslúžili vedcom sekvencie RNA z planktónu zozbieraného počas štvorročného výskumného projektu Tara Oceans. Medzi planktón zahrňujeme akékoľvek vodné organizmy, ktoré sú príliš malé na to, aby plávali proti prúdu. Okrem toho, že sú súčasťou potravy morských živočíchov, patria medzi hlavných hostiteľov RNA vírusov. Výskum nakoniec odhalil viac ako 44 000 génov, ktoré kódujú vírusový proteín.
Ďalej sa vedci zamerali na dokázanie evolučného spojenia medzi týmito génmi. Keďže sekvencie sa vyvinuli veľmi dávno (pravdepodobne ešte pred prvou bunkou), genetické znaky ktoré naznačujú, kde by sa nové vírusy mohli oddeliť od pôvodného, už časom dávno vymizli. Forma umelej inteligencie však umožnila tieto sekvencie systematicky organizovať. Vďaka tomu sa vedcom podarilo identifikovať celkovo 5 504 nových morských RNA vírusov a počet známych RNA vírusových kmeňov sa zdvojnásobil z pôvodných päť na desať.
Dva z nových kmeňov boli obzvlášť rozšírené
Mapovanie týchto nových sekvencií odhalilo, že dva z nových kmeňov boli obzvlášť rozšírené v rozsiahlych oceánskych oblastiach pre mierne a tropické teplotné pásmo (Taraviricota, pomenovaná po expedíciách Tara Oceans) alebo Severný ľadový oceán (Arctiviricota). Výskumníci dúfajú, že práve Taraviricota môže byť chýbajúcim článkom vo vývoji RNA vírusov. Tieto nové sekvencie im pomáhajú lepšie pochopiť nielen evolučnú históriu RNA vírusov, ale aj vývoj raného života na Zemi.
Ako ukázala pandémia covidu-19, RNA vírusy môžu spôsobiť smrteľné choroby. Rovnako tak hrajú dôležitú úlohu v ekosystémoch, pretože sú schopné infikovať široké spektrum organizmov vrátane mikróbov, ktoré ovplyvňujú prostredie a potravinové siete na chemickej úrovni. "Zmapovanie toho, kde vo svete tieto RNA vírusy žijú, môže pomôcť objasniť, ako ovplyvňujú organizmy, ktoré riadia mnohé z ekologických procesov. Napriek identifikácii toľkých nových RNA vírusov je stále náročné určiť, aké organizmy napádajú," uviedol spoluautor štúdie, mikrobiológ Ahmed Zayed z Ohio State University v článku zverejnenom na portáli The Conversation. Výskumníci sú v súčasnosti obmedzení väčšinou len na fragmenty neúplných genómov RNA vírusov, čiastočne kvôli ich genetickej zložitosti a technologickým obmedzeniam.
