Гігантські віруси, що ховаються в ґрунті лісу Нової Англії, мають риси, яких ніколи не бачили в інших вірусів подібної маси — від зіркоподібних зовнішніх оболонок до химерних трубчастих відростків, згідно з дослідженням препринтів, опублікованим в bioRxiv.
«Ми виявили абсолютно нове різноманіття форм, яких ми ніколи раніше не бачили», — сказав співавтор дослідження Маттіас Фішер, вірусолог з Інституту медичних досліджень Макса Планка в Німеччині. «Буду об заклад, що багато з них, якщо не більшість, є абсолютно новими та першими виявленнями вірусів, яких ми ніколи раніше не бачили».
Згідно з дослідженням, гігантські віруси зазвичай мають розмір від 0,2 до 1,5 мікрометрів і мають складні геноми, які можуть містити до 2,5 мільйонів пар основ ДНК. Це набагато більше, ніж більшість вірусів, таких як віруси грипу, діаметр яких коливається від 0,08 до 0,12 мікрометра. Дотепер було виявлено, що гігантські віруси вражають переважно одноклітинні організми, такі як амеби, а не тварин чи людей. Ця категорія вірусів була знайдена в екосистемах по всьому світу, включаючи океани, озера в Арктиці та навіть танучу вічну мерзлоту.
Автор зображення: Фішер та ін. DOI: 10.1101/2023.06.30.546935 (CC-BY-NC-ND 4.0 Міжнародна ліцензія)
У 2018 році окрема група вчених виявила гігантські віруси в ґрунті Гарвардського лісу в центрі Массачусетсу за допомогою метагеномного аналізу, під час якого вони порівнювали генетичний матеріал, знайдений у ґрунті, із послідовностями, які вже присутні у глобальних генетичних базах даних. Для нового дослідження дослідники натомість проаналізували зразки ґрунту з того самого лісу за допомогою трансмісійного електронного мікроскопа, який включав вибухове опромінення ґрунту пучками електронів, щоб побачити вбудовані віруси в приголомшливих деталях.
«Геном може розповісти вам про організм лише до певного моменту, тому ви не знаєте, як він виглядає», — сказав Фішер, посилаючись на дослідження 2018 року. «Велетенські віруси різноманітні не лише за їхніми геномами, але й за частинками та структурами, які вони створюють, і це було абсолютно нове відкриття».
Тим не менш, оскільки Фішер і його колеги не проводили власний геномний аналіз, вони не можуть остаточно назвати новознайдені частинки «вірусами», — пояснив він, і натомість назвав їх «вірусоподібними» у своєму звіті. Але, швидше за все, насправді це віруси, сказав він.
Зображення дослідників показало вірусоподібну частинку з двошаровою оболонкою, яка мала характерну форму зірки, яку вони назвали «морфотипом різдвяної зірки». Команда також ідентифікувала віруси з волокнами різної довжини, товщини та щільності, що стирчать з поверхні частинок, і вони назвали ці дивовижні частинки морфотипом «стрижки».
Хоча Фішер і його команда ще не впевнені, які функції виконують ці дивні властивості, він припустив, що деякі характеристики вірусів можуть допомогти їм краще прикріпитися до клітин-господарів. Дослідники також вважають, що подібні гігантські віруси можна знайти в ґрунтах інших листяних лісів по всьому світу.
«Це захоплююче вікно у складний світ ґрунтових вірусів не залишає жодних сумнівів у тому, що високе генетичне різноманіття гігантських вірусів відповідає різноманітним і раніше немислимим структурам частинок», — написали дослідники в препринті від 30 червня, який ще не опубліковано в рецензований журнал.
Автор зображення: Фішер та ін. DOI: 10.1101/2023.06.30.546935 (CC-BY-NC-ND 4.0 Міжнародна ліцензія)
Фішер підкреслив, що ці типи гігантських вірусів, ймовірно, не є загрозою для людей, а скоріше є «дуже важливими гравцями в екосистемі». Ґрунтові віруси є ключовими для кругообігу вуглецю — процесу, за допомогою якого вуглець переміщується між організмами, мінералами та атмосферою — оскільки вони допомагають контролювати велику кількість мікробів, таких як бактерії, які безпосередньо впливають на потік вуглецю в землі, показують дослідження.
«Вірусивсюди навколо нас, а не лише в ґрунті. Вони у воді, вони в повітрі, вони на вашій шкірі, вони у ваших кишках, ви їх просто не бачите. Вони мають вплив не лише на екологію, але й на довгострокову перспективу для еволюції», – сказав Фішер. «Це також причина, чому ми провели дослідження — щоб показати різноманітність цих чудових дрібниць навколо нас і надихнути інших людей поглянути на їхній вплив на екосистему».
