病毒学家在海水样本中发现5504种新病毒

据《独立报》记者Vishwam Sankaran报导:这些病毒通过机器学习算法研究了来自全球不同地域的三万五千个水样发现的。此项研究的重点是以往研究不足的RNA病毒群,它们是经常感染动物和人类的病毒源,这一发现可能重塑科学家对于这些亚显微传染因子如何推动地球海洋生态过程的理解。
目前得到充分研究的病毒大都以DNA为遗传因子,而新研究中发现的RNA病毒最广为人知的特性是在人类身上引发的疾病——从普通感冒到新冠不等。它们也会感染对人类至关重要的动植物群。研究报告作者曾在The Conversation网站的一篇博客文章中写道:“RNA病毒进化速度比DNA病毒快得多,目前科学家已按自然生态系统对数十万种DNA病毒进行了分类,但针对RNA病毒的研究却相对缺乏。”
在长达四年的塔拉海洋全球研究项目中,研究小组收集了浮游生物的RNA序列——浮游生物是对海洋食物链至关重要的水生生物,而且是RNA病毒常见的宿主。一项分析曾将RNA序列缩小到含RdRp——病毒复制所需的基因序列。据《独立报》报道,数十亿年来,这种基因仅在RNA病毒中进化,在其他类型的病毒或细胞中均不曾发现。俄亥俄州立大学微生物学家Matthew Sullivan 在一份声明中讲述:“RNA病毒群对于世界的影响显而易见,而我们只研究了其中一小部分——那几百种对人类和动植物有害的。我们想要大范围且系统地研究它们,从而探索一个未经深入研究过的环境。幸而它们都是新的,甚至是前所未有的。”
不过,因为RdRp基因可以追溯到地球上第一次有生命的时候,它的序列定位已经改变了很多次,所以仅依靠系谱树来识别几乎不可能。运用机器学习组织的数据,研究小组发现了5504种新型RNA病毒,它们均被归入现有的5个RNA病毒门类,鉴于新发现的病毒太多,研究小组提出了另五种补充类别,包括 Taraviricota、Pomiviricota、Paraxenoviricota、Wamoviricota 和 Arctiviricota,新发现的病毒大多属于Taraviricota(该类属以塔拉海洋探险队命名)。
基因序列地理图绘制出来之后,研究人员发现Taraviricota类属的病毒在温带和热带水域更泛滥。他们质疑Taraviricota可能是RNA病毒进化过程中缺失的一环,它连接RNA病毒的两个分支,而这两个分支是根据复制过程的异同分化开来的。概括来讲,这个新发现可以帮助病毒学家了解RNA病毒的进化史,甚至有可能一窥地球上早期生命的进化过程。在进一步确定这些RNA病毒获取地点的过程中,科学家将了解到这些病毒与地球其他生物间的相互作用。来自俄亥俄州大学的微生物学家兼研究报告作者Ahmed Zayed在一份声明中表示:”RdRp被认为是最古老的基因之一,在DNA出现前就已存在。所以我们所追寻的不仅是病毒的起源,还包括生命的起源。(译者:谷雨 / 新闻来源:https://www.smithsonianmag.com/smart-news/thousands-of-new-viruses-discovered-in-the-oceans-180979917/)