5000多種新RNA病毒潛藏在全球海洋中
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5000多種新RNA病毒潛藏在全球海洋中,科學家們表示,與DNA病毒相比,RNA病毒的研究還不夠多,新發現的病毒的多樣性類別太大了,5000多種新RNA病毒潛藏在全球海洋中。
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據國外媒體報道,依據最新一項研究,全球海洋中現已發現 5500 種新病毒!
目前,研究人員分析了來自世界各地的數萬份海水樣本,尋找潛在的 RNA 病毒,或者使用 RNA 作爲其遺傳物質的病毒,例如:新型冠狀病毒就是一種 RNA 病毒,與 DNA 病毒相比,這些病毒的研究還不夠深入,DNA 病毒是使用 DNA 作爲它們的遺傳物質。
基於海水樣本,研究人員發現大量新病毒,且具有多樣性,以至於研究人員提出將 RNA 病毒所需的分類羣數量增加一倍,從現有的 5 個門分類增加至 10 個門分類。據悉,門分類是生物學中一個寬泛的分類概念,在界分類之下。
微生物學家發現海洋中有大量多樣性新病毒,甚至發現一個完整的門分類病毒 ——Taraviricota,它們分佈在全球所有海域,這表明它們在海洋生態中具有重要意義。
對 RNA 病毒的研究通常集中在那些引起疾病的病毒上(人們熟知的 RNA 包括:流感病毒、埃博拉病毒和新冠病毒等),然而它們僅是地球 RNA 病毒中的“冰山一角”,目前我們想在非常大的範圍內系統地研究海洋病毒,探索一個之前未曾探索的新領域,揭曉更多的海洋病毒謎團。
該項研究報告發表在 4 月 7 日出版的《科學》雜誌上,研究人員分析了來自世界五大洋中 121 個區域的 35000 份海洋樣本。研究人員稱,他們檢測了從浮游生物中提取的基因序列,浮游生物是 RNA 病毒的常見宿主。
通過尋找一種叫做 RdRp 的古老基因,他們鎖定了屬於 RNA 病毒的序列。RdRp 存在於所有 RNA 病毒中,但其他病毒和細胞中並不存在,最終他們鑑定發現超過 44000 條含有該基因的病毒序列。
但是 RdRp 基因已有數十億年曆史,且進化了許多次,由於該基因的進化可追溯至很久以前,研究人員很難確定基因序列之間的'進化關係,因此,研究人員使用機器學習來幫助組織它們。
總體而言,他們確定了大約 5500 種新 RNA 病毒,它們分別屬於 5 個現有門分類,以及 5 個新提出的門分類,研究人員將分別命名爲:Taraviricota、Pomiviricota、paraxenviricota、Wamoviricota 和 Arctiviricota。其中 Taraviricota 門病毒種類分佈在溫帶和熱帶水域特別多,而 Arctiviricota 門病毒集中分佈在北冰洋海域。
理解 RdRp 基因是如何隨着時間變遷而逐漸進化,有助於洞察地球上早期生命是如何完成進化的,RdRp 基因被認爲是最古老的生物基因之一,它在生物體需要 DNA 之前就已存在,因此我們不僅是追蹤分析病毒的起源,也是在追蹤生命的起源!
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根據一項新的研究,國際科學家團隊在世界海洋中發現了5000多種新病毒。科學家們分析了全球數萬個水樣,尋找RNA病毒,或以RNA爲遺傳物質的病毒。
科學家們表示,與DNA病毒相比,RNA病毒的研究還不夠多,而DNA病毒使用DNA作爲其遺傳物質。新發現的病毒的多樣性類別太大了,以至於科學家們建議將RNA病毒分類所需的分類羣數量增加一倍,從現有的5門增加到10門。
該研究的主要作者、美國俄亥俄州立大學微生物學教授在一份聲明中說:“這裏有太多新的多樣性,我們發現了整個門——Taraviricota——在海洋中被發現,這表明它們在生態上很重要。”這位科學家表示,對RNA病毒的研究通常集中在那些引起疾病的病毒上,但這些只是地球上RNA病毒的一小部分。
科學家們在聲明中說:“我們希望在非常大的範圍內系統地研究它們,並探索一個沒有人深入研究過的環境。”團隊科學家分析了世界五大洋121個地點的35000個水樣,團隊科學還檢測了從浮游生物中提取的基因序列,浮游生物是RNA病毒的常見宿主。他們通過尋找一種名爲RdRp的古老基因來定位屬於RNA病毒的序列,這種基因在幾乎所有RNA病毒中都存在。
RdRp基因有幾十億年的歷史,並且已經進化了很多次。由於該基因的進化可以追溯到很久以前,科學家們很難確定序列之間的進化關係,因此,研究人員使用機器學習來幫助組織它們。
瞭解RdRp基因如何隨着時間的推移而分化,可以更好地瞭解地球上早期生命是如何進化的。“RdRp應該是最古老的基因之一——它在需要DNA之前就存在了。”該研究的第一作者、俄亥俄州微生物學研究科學家表示。“因此,我們不僅追蹤病毒的起源,還在追蹤生命的起源。”
總的來說,科學家們說目前暫時發現了大約5500種新的RNA病毒物種,它們屬於現有的五個門,以及五個新提出的門,科學家們將其命名爲塔拉維里科塔、波米維里科塔、副異種病毒科、瓦莫維里科塔和阿爾蒂維里科塔。科學家們在對話中寫道,塔拉病毒門的病毒種類在溫帶和熱帶水域尤其豐富,而北極洋的Arctiviricota門的病毒種類豐富。
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美國俄亥俄州立大學微生物學家從世界各地收集的海水樣本中發現了5000多種新RNA病毒,並將它們歸類的門的數量從5種增加到10種。這一有關RNA病毒的新數據寶庫擴大了生態研究的可能性,並重塑了人們對這些小而重要的亞微觀粒子如何進化的理解。相關研究論文發表在近日的《科學》雜誌上。
研究團隊收集了海水樣本,並通過搜索編碼RNA依賴的RNA聚合酶(RdRp)的基因對它們進行了病毒RNA測序。該團隊隨後使用超級計算機和機器學習算法爲RNA病毒建立了系統發育樹,共發現了5504種新的海洋RNA病毒,並將已知RNA病毒門的數量從5個增加到10個。
研究人員將新發現的病毒歸入五個新提出的門。從地理上繪製這些新序列顯示,其中兩個新門數量特別豐富。
研究人員相信,新發現的5個病毒門的一個可能是研究人員長期以來一直在尋找的RNA病毒進化中缺失的一環,它將兩個已知的RNA病毒分支連接起來,這些分支在複製方式上存在分歧。這一發現填補了病毒進化歷史中缺失的部分空白。
研究人員說,更多地瞭解世界海洋中的病毒多樣性和豐度將有助於解釋海洋微生物在海洋適應氣候變化中的作用。海洋吸收了大氣中人類產生的二氧化碳的一半,該小組之前的研究表明,海洋病毒是生物泵上的“旋鈕”,影響海洋中碳的儲存方式。
此外,這些新病毒不僅有助於科學家更好地瞭解RNA病毒的進化歷史,還有助於瞭解地球上早期生命的進化。
正如新冠疫情大流行所展現出來的一樣,RNA病毒會導致致命的疾病。但RNA病毒在生態系統中也發揮着至關重要的作用,因爲它們可以感染廣泛的生物體,包括動物、植物和微生物。繪製出這些RNA病毒生活在世界上的哪個位置有助於闡明它們如何影響驅動地球上的許多生態過程的生物體。該研究還可幫助研究人員隨着基因數據庫的增長對新病毒進行分類。
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