5000多种新RNA病毒潜藏在全球海洋中
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5000多种新RNA病毒潜藏在全球海洋中,科学家们表示,与DNA病毒相比,RNA病毒的研究还不够多,新发现的病毒的多样性类别太大了,5000多种新RNA病毒潜藏在全球海洋中。
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据国外媒体报道,依据最新一项研究,全球海洋中现已发现 5500 种新病毒!
目前,研究人员分析了来自世界各地的数万份海水样本,寻找潜在的 RNA 病毒,或者使用 RNA 作为其遗传物质的病毒,例如:新型冠状病毒就是一种 RNA 病毒,与 DNA 病毒相比,这些病毒的研究还不够深入,DNA 病毒是使用 DNA 作为它们的遗传物质。
基于海水样本,研究人员发现大量新病毒,且具有多样性,以至于研究人员提出将 RNA 病毒所需的分类群数量增加一倍,从现有的 5 个门分类增加至 10 个门分类。据悉,门分类是生物学中一个宽泛的分类概念,在界分类之下。
微生物学家发现海洋中有大量多样性新病毒,甚至发现一个完整的门分类病毒 ——Taraviricota,它们分布在全球所有海域,这表明它们在海洋生态中具有重要意义。
对 RNA 病毒的研究通常集中在那些引起疾病的病毒上(人们熟知的 RNA 包括:流感病毒、埃博拉病毒和新冠病毒等),然而它们仅是地球 RNA 病毒中的“冰山一角”,目前我们想在非常大的范围内系统地研究海洋病毒,探索一个之前未曾探索的新领域,揭晓更多的海洋病毒谜团。
该项研究报告发表在 4 月 7 日出版的《科学》杂志上,研究人员分析了来自世界五大洋中 121 个区域的 35000 份海洋样本。研究人员称,他们检测了从浮游生物中提取的基因序列,浮游生物是 RNA 病毒的常见宿主。
通过寻找一种叫做 RdRp 的古老基因,他们锁定了属于 RNA 病毒的序列。RdRp 存在于所有 RNA 病毒中,但其他病毒和细胞中并不存在,最终他们鉴定发现超过 44000 条含有该基因的病毒序列。
但是 RdRp 基因已有数十亿年历史,且进化了许多次,由于该基因的进化可追溯至很久以前,研究人员很难确定基因序列之间的'进化关系,因此,研究人员使用机器学习来帮助组织它们。
总体而言,他们确定了大约 5500 种新 RNA 病毒,它们分别属于 5 个现有门分类,以及 5 个新提出的门分类,研究人员将分别命名为:Taraviricota、Pomiviricota、paraxenviricota、Wamoviricota 和 Arctiviricota。其中 Taraviricota 门病毒种类分布在温带和热带水域特别多,而 Arctiviricota 门病毒集中分布在北冰洋海域。
理解 RdRp 基因是如何随着时间变迁而逐渐进化,有助于洞察地球上早期生命是如何完成进化的,RdRp 基因被认为是最古老的生物基因之一,它在生物体需要 DNA 之前就已存在,因此我们不仅是追踪分析病毒的起源,也是在追踪生命的起源!
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根据一项新的研究,国际科学家团队在世界海洋中发现了5000多种新病毒。科学家们分析了全球数万个水样,寻找RNA病毒,或以RNA为遗传物质的病毒。
科学家们表示,与DNA病毒相比,RNA病毒的研究还不够多,而DNA病毒使用DNA作为其遗传物质。新发现的病毒的多样性类别太大了,以至于科学家们建议将RNA病毒分类所需的分类群数量增加一倍,从现有的5门增加到10门。
该研究的主要作者、美国俄亥俄州立大学微生物学教授在一份声明中说:“这里有太多新的多样性,我们发现了整个门——Taraviricota——在海洋中被发现,这表明它们在生态上很重要。”这位科学家表示,对RNA病毒的研究通常集中在那些引起疾病的病毒上,但这些只是地球上RNA病毒的一小部分。
科学家们在声明中说:“我们希望在非常大的范围内系统地研究它们,并探索一个没有人深入研究过的环境。”团队科学家分析了世界五大洋121个地点的35000个水样,团队科学还检测了从浮游生物中提取的基因序列,浮游生物是RNA病毒的常见宿主。他们通过寻找一种名为RdRp的古老基因来定位属于RNA病毒的序列,这种基因在几乎所有RNA病毒中都存在。
RdRp基因有几十亿年的历史,并且已经进化了很多次。由于该基因的进化可以追溯到很久以前,科学家们很难确定序列之间的进化关系,因此,研究人员使用机器学习来帮助组织它们。
了解RdRp基因如何随着时间的推移而分化,可以更好地了解地球上早期生命是如何进化的。“RdRp应该是最古老的基因之一——它在需要DNA之前就存在了。”该研究的第一作者、俄亥俄州微生物学研究科学家表示。“因此,我们不仅追踪病毒的起源,还在追踪生命的起源。”
总的来说,科学家们说目前暂时发现了大约5500种新的RNA病毒物种,它们属于现有的五个门,以及五个新提出的门,科学家们将其命名为塔拉维里科塔、波米维里科塔、副异种病毒科、瓦莫维里科塔和阿尔蒂维里科塔。科学家们在对话中写道,塔拉病毒门的病毒种类在温带和热带水域尤其丰富,而北极洋的Arctiviricota门的病毒种类丰富。
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美国俄亥俄州立大学微生物学家从世界各地收集的海水样本中发现了5000多种新RNA病毒,并将它们归类的门的数量从5种增加到10种。这一有关RNA病毒的新数据宝库扩大了生态研究的可能性,并重塑了人们对这些小而重要的亚微观粒子如何进化的理解。相关研究论文发表在近日的《科学》杂志上。
研究团队收集了海水样本,并通过搜索编码RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp)的基因对它们进行了病毒RNA测序。该团队随后使用超级计算机和机器学习算法为RNA病毒建立了系统发育树,共发现了5504种新的海洋RNA病毒,并将已知RNA病毒门的数量从5个增加到10个。
研究人员将新发现的病毒归入五个新提出的门。从地理上绘制这些新序列显示,其中两个新门数量特别丰富。
研究人员相信,新发现的5个病毒门的一个可能是研究人员长期以来一直在寻找的RNA病毒进化中缺失的一环,它将两个已知的RNA病毒分支连接起来,这些分支在复制方式上存在分歧。这一发现填补了病毒进化历史中缺失的部分空白。
研究人员说,更多地了解世界海洋中的病毒多样性和丰度将有助于解释海洋微生物在海洋适应气候变化中的作用。海洋吸收了大气中人类产生的二氧化碳的一半,该小组之前的研究表明,海洋病毒是生物泵上的“旋钮”,影响海洋中碳的储存方式。
此外,这些新病毒不仅有助于科学家更好地了解RNA病毒的进化历史,还有助于了解地球上早期生命的进化。
正如新冠疫情大流行所展现出来的一样,RNA病毒会导致致命的疾病。但RNA病毒在生态系统中也发挥着至关重要的作用,因为它们可以感染广泛的生物体,包括动物、植物和微生物。绘制出这些RNA病毒生活在世界上的哪个位置有助于阐明它们如何影响驱动地球上的许多生态过程的生物体。该研究还可帮助研究人员随着基因数据库的增长对新病毒进行分类。
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