Furcsa DNS-el rendelkező, soha nem látott vírusokat fedeztek fel az óceánban

Az óceán túlzsúfolt, hiszen a víz egyetlen milliliterjében akár 10 millió vírus is található, és kiderült, hogy olyanok is vannak köztük,...

Az óceán túlzsúfolt, hiszen a víz egyetlen milliliterjében akár 10 millió vírus is található, és kiderült, hogy olyanok is vannak köztük, melyek egyáltalán nem ismertek. A tudósok felfedeztek egy korábban ismeretlen víruscsaládot, amelyek dominálnak az óceánban, és nem ismerhetők fel standard laboratóriumi tesztekkel. A kutatók gyanítják, hogy ezen vírusok sokasága már a vízen kívül is létezhet, sőt talán még bennünk is.

"Nem hisszük, hogy ez csupán az óceánra korlátozódik," mondja Martin Polz, az MIT környezeti mikrobiológusa.

Polz és az MIT-n vezetett csapata a New York-i Albert Einstein Orvostudományi Főiskola kutatóival együtt három hónapon keresztül óceáni vízmintákat elemzett Massachusetts partjainál. (1)

Amit a vízben lebegve találtak nem csak amiatt figyelemre méltó, amivel rendelkeznek, hanem amiatt is, amivel nem.

A kutatók szerint a bolygón a legelterjedtebb vírusok a kettős DNS (dsDNA) szállal rendelkező vírusok, amelyek közül a "farokkal" rendelkezők (Caudovirales) a leginkább ismertek a tudomány számára.

A rejtélyes farok nélküli társaik sokkal kevésbé ismertek, főleg azért, mert biológiai jellemzőiket nem könnyű megállapítani a hagyományos tesztekkel. De ez nem jelenti azt, hogy nem találhatók meg. Új kutatómunkájuk során a szakemberek képesek voltak a Massachusetts partjainál hullámzó vízből farok nélküli vírusokat inkubálni, és szekvenálni a DNS-üket.

200 vírusból, amellyel egy Vibrionaceae kultúrát (tengeri baktériumok egy gyakori családját) megfertőztek 18-ról kiderült, hogy egy új, farok nélküli dsDNS-vírus családba tartozik.

A csapat a felfedezést Autolykiviridae-nek nevezte el Autolükosz ("önfarkas") után, aki egy karakter a görög mitológiában, aki csalóként és tolvajként trükkös fogásokhoz folyamodik.

De az Autolykiviridae-t sikerült elkapni, és most, hogy tudunk róla, a felfedezés segíti a tudósokat abban, hogy megfejtsék a hiányzó kapcsolatot a vírusfejlődésben.

A farok nélküli vírusok úgy néz ki, hogy egy olyan ősi vírusvonal képviselői, amelyeket bizonyos fajta kapszidok, vagyis fehérjeburkok definiálnak, melyekbe a virális DNS-ek vannak beágyazva - amelyekről tudtuk, hogy általában állatokat és egysejtű szervezeteket fertőznek meg, de nem baktériumokat.

Elektronmikroszkóppal készült képek a kutatásban tanulmányozott farok nélküli vírusokkal fertőzött tengeri baktériumokról. A bakteriális sejtfalak a hosszú kettős vonalak, és a vírusok a kis kerek tárgyak, amelyek sötét középonttal rendelkeznek.

Az új víruscsalád genomjai nagyon rövidek a farokkal rendelkező vírusokéhoz képest, melyek körülbelül 10 000 bázisból állnak a tipikus 40 000-50 000 helyett.

Ráadásul, míg a legtöbb vírus csak egy vagy két baktériumfajtát képes prédává tenni, a farok nélküli fajta úgy tűnik, hogy több tucat különböző fajt képes megfertőzni, ami azt sugallja, hogy rendkívüli szerepet játszik az óceánon belüli bakteriális élet szabályozásában (vagy elpusztításában).

Ezen kívül a Vibrionaceae több mint 300 törzsével végzett kísérletek során kiderült, hogy az Autolykiviridae súlya jóval meghaladja a farokkal rendelkező bakteriofágokét.

"A megfigyelt baktériumok pusztulásáért mintegy 40%-ban ők a felelősek annak ellenére, hogy az izolált vírusok mindössze 10% -át tartalmazták," - magyarázza a csapat egyik tagja, Libusha Kelly mikrobiológus.

Ez a kíméletlen hatékonyság azonban nem korlátozódik csupán a tengerre.

A genom mellett a kutatók átkutatták a DNS adatbázisokat és megvizsgálták, hogy a hasonló, Autolykiviridae-szerű vírusok bizonyítékait már tanulmányozták-e a tudósok. Kiderült, hogy az emberi gyomor is tartalmazhat ilyen vírusokat. (2)

"Megtaláltuk a kapcsolódó virális szekvenciákat az emberi bél mikrobiomjában," - mondja Kelly -, "de még nem tudjuk, hogyan befolyásolják a bélben lévő mikrobiális közösségeket, vagy mennyire fontosak az egészségre nézve."

Sokkal több kutatásra van szükség ahhoz, hogy megértsük, milyen hatással vannak ezek a vírusok az óceánra és az ökoszisztémákra, mint például az emberi testre, de már világos, hogy ezeknek a megfoghatatlan parazitáknak a felfedezése önmagában is nagy fogás.

"Ez egy új lehetőség arra, hogy megértsük a vírusok szerepét az óceánban," - állítja Jed Fuhrman, a Dél-Kaliforniai Egyetem tengerbiológusa, aki nem vett részt a kutatásban.

"Gyakorlati értelemben is hasznos, mert megmutatja, hogyan kell megváltoztatnunk néhány általánosan használt módszert annak érdekében, hogy az ilyen típusú vírusokat különféle vizsgálatok során felismerjük. Szerintem ez egy fontos előrelépés ezen a területen." (3)

(1) - https://www.nature.com/articles/nature25474
(2) - http://www.einstein.yu.edu/news/releases/1286/previously
(3) - http://news.mit.edu/2018/new-type-virus-found-ocean-0124