Исследователи из Школы наук о море, атмосфере и Земле имени Розенстила при Университете Майами также выявили 530 новых белков в этих вирусах, в том числе девять связанных с фотосинтезом, что позволяет предположить их вмешательство в процесс преобразования энергии.
Гигантская вирусная инфекция одноклеточных водорослей Florenciella.
Григ Стюард/Гавайский университет
Крошечные океанические организмы, такие как водоросли, амебы и жгутиконосцы, играют ключевую роль в морской пищевой цепи, и гигантские вирусы, которые их заражают, могут повлиять на их рост и выживание. В некоторых случаях эти вирусы могут также приводить к проблемам общественного здравоохранения, таким как вредоносное цветение водорослей.
В стремлении раскрыть различные виды вирусов, обнаруженных в крупных водоемах нашей планеты, ученые Школы наук о море, атмосфере и Земле имени Розенстила при Университете Майами обнаружили 230 новых гигантских вирусов, используя передовые вычислительные инструменты и данные об океане.
Исследователи также выявили 530 новых белков в этих вирусах, в том числе девять, связанных с фотосинтезом, что позволяет предположить, что вирусы могут влиять на то, как их хозяева преобразуют солнечный свет в энергию.
Океанические вирусы обладают новыми удивительными функциями
По словам Мохаммада Монируззамана, соавтора исследования и доцента кафедры морской биологии и экологии университета, более глубокое понимание разнообразия и роли гигантских вирусов в океане, а также того, как они взаимодействуют с водорослями и другими микробами, может помочь прогнозировать и потенциально контролировать вредоносное цветение водорослей, которое представляет опасность для здоровья человека во Флориде и во всем мире.
«Гигантские вирусы часто являются основной причиной смерти многих видов фитопланктона, которые служат основой пищевой сети, поддерживающей экосистемы океана и источники пищи. Новые функции, обнаруженные в гигантских вирусах, могут иметь биотехнологический потенциал, поскольку некоторые из этих функций могут представлять собой новые ферменты»,
объяснил Монируззаман в пресс-релизе на сайте Университета Майами.
Обнаружение гигантских вирусов до сих пор было сложной задачей, поскольку современные компьютерные методы имели ограничения. Чтобы преодолеть это, исследовательская группа создала новый инструмент под названием BEREN — программу, которая предлагает простой, универсальный инструмент для идентификации и классификации гигантских вирусов в наборах данных секвенирования.
Для проведения своего исследования ученые собрали данные о секвенировании ДНК из девяти крупных проектов по отбору проб океана, охватывающих весь мир. Используя BEREN, они извлекли из этих данных геномы гигантских вирусов.
Затем ученые проанализировали геномы, используя общедоступные базы данных функций генов, чтобы определить роли и действия, кодируемые этими вирусами. После этого результаты были сравнены с известными геномами гигантских вирусов, чтобы раскрыть ранее неизвестные функции и получить более глубокое представление об их разнообразии.
Вирусы играют большую роль в химии морской среды, чем считалось ранее
Бенджамин Минч, ведущий автор исследования и докторант Школы Розенштиля, заметил, что гигантские вирусы несут гены, связанные с важными клеточными функциями, такими как метаболизм углерода и фотосинтез — процессы, обычно встречающиеся только в живых клетках. Это открытие предполагает, что эти вирусы играют важную роль в изменении метаболизма своего хозяина во время инфекции и могут влиять на ключевые морские химические циклы.
Исследователи использовали суперкомпьютер Pegasus из Университета Майами в Институте науки о данных и вычислений имени Фроста (IDSC) для обработки и сборки больших метагеномов, часто более гигабазы на образец, что позволило им реконструировать сотни библиотек микробных сообществ.
Минч также отметил, что исследование помогло создать основу для совершенствования инструментов обнаружения новых вирусов, что может повысить эффективность усилий по мониторингу загрязнения и патогенов в водных путях.
Результаты исследования опубликованы в журнале npj Viruses.
Sourse: interestingengineering.com
