研究人员在海洋中发现了5500种新的RNA病毒

　　

在世界各地收集的海水样本为我们提供了关于RNA病毒的新数据宝藏，扩大了生态研究的可能性，重塑了我们对这些微小但重要的亚微观颗粒如何进化的理解。

通过将机器学习分析和传统的进化树相结合，一个国际研究小组已经确定了5500种新的RNA病毒物种——代表了所有5个已知的RNA病毒门，另外指出需要至少5个新的RNA病毒门病毒门才能捕获它们。

 

其中，最丰富的新发现物种属于一个拟议的门，研究人员命名为Taraviricota，以识别可以分析的35000个水样的来源:Tara Oceans Consortium (Tara Oceans Consortium)，这是一个正在进行的全球研究，研究气候变化对Tara禁闭室世界海洋的影响。

 

“这里有这么多新的多样性——在海洋中发现了整个塔拉aviricota门，这表明它们在生态学上非常重要。显然，RNA病毒在我们的世界中也非常重要，但我们通常只研究它们的一小部分，即数百种危害人类、植物和动物的病毒。

我们希望在一个非常大规模的系统中进行研究，我们很幸运能在这里研究它们，并探索一个没有人深入研究过的环境，因为几乎每个物种都是新的，而且很多是真正的新物种。”

 

这项研究于2022年4月7日发表在《科学》杂志上。

 

虽然微生物是地球上所有生命的重要贡献者，但感染或与之相互作用的病毒对微生物的功能有各种影响。这些类型的病毒被认为有三个主要功能:杀死细胞，改变被感染细胞管理能量的方式，以及将基因从一个宿主转移到另一个宿主。

 

研究人员指出，更多地了解世界海洋中的病毒多样性和多样性将有助于解释海洋微生物在海洋适应气候变化中的作用。

海洋吸收了人类从大气中产生的一半二氧化碳，该团队之前的研究表明，海洋病毒是生物泵的“旋钮”，影响碳在海洋中的储存方式。

 

通过对RNA病毒进行分类的挑战，该小组进入了更早的RNA病毒病原体分类工作的水域，但仍有波动。在Orthornavirae生物界，国际病毒分类委员会(ICTV)最近确定了5个门。

 

 

虽然该团队发现了数百种新的RNA病毒种类，它们与现有的这些分类相适应，但他们的分析又发现了数千种，并将它们归为5个新提出的门:塔拉aviricota、Pomiviricota、对轴viricota、Wamoviricota和Arctiviricota。

 

沙利文的团队长期以来一直在对海洋中的DNA病毒物种进行分类，其数量已从2015年和2016年的数千种增加到2019年的20万种。对于这些研究，科学家可以接触到病毒颗粒来完成分析。

 

在这些目前检测RNA病毒的努力中，还没有病毒颗粒可供研究。相反，研究人员从漂浮在海洋中的生物中提取了基因序列，并进一步将分析范围缩小到RNA序列，其中包括一个名为RdRp的签名基因。

据报道，该基因在RNA病毒中进化了数十亿年，但在其他病毒或细胞中没有。

由于RdRp的存在可以追溯到地球上发现生命的时候，考虑到它的序列位置已经偏离了很多次，这意味着传统的系统发育树关系不能仅用序列来描述。

作为回应，该团队使用机器学习来组织4.4万个新序列，以处理这些10亿年历史的序列分歧，此外，还通过展示精确分类已被识别的RNA病毒序列的技术来验证该方法。

 

“我们必须将已知与未知进行对比。我们已经创造了一种计算可复制的方式来对齐这些序列，在那里我们可以更有信心，我们正在校准位置，准确地反映进化，”沙利文说。他还是土木、环境和大地工程教授，俄亥俄州微生物组科学中心的创始主任，以及EMERGE生物集成研究所领导团队的成员。

 

利用序列结构和比对的三维表示进一步分析表明，5500个新物种的集群并不适合Orthornavirae王国现有的5个RNA病毒门。

 

“我们将我们的类群与已经建立的、完善的基于系统进化的分类群进行了比较，这让我们能够……我们发现我们的类群比现有的类群更多。”

 

总的来说，这些发现使研究人员不仅提出了5个新的门，而且至少提出了11个新的类冠状RNA病毒。该小组正在准备一项提案，要求ICTV正式确定候选类别和类别。

 

Zayed说，关于RdRp基因随着时间的推移而分化程度的新数据，有助于更好地理解地球上早期生命可能是如何进化的。RdRp被认为是最古老的基因之一——它在需要DNA之前就存在了。所以我们不仅要追踪病毒的起源，还要追踪生命的起源。”