全球海洋RNA病毒調(diào)查闡釋了地球RNA病毒組的起源和豐度
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)EurekAlert!：對全球水域的海洋RNA序列所進行的一項廣泛評估已經(jīng)確認了數(shù)千種先前未知的RNA病毒，使得已知的海洋和豐RNA病毒的分類門增加了一倍，其中一些代表了RNA病毒演化中的病病毒“缺失環(huán)節(jié)”。
除了在疾病中的毒調(diào)度作用外，人們對RNA病毒的查闡生態(tài)相關性和演化起源幾乎一無所知，但通過本研究的釋地結(jié)果可對它們作出更好的闡釋。病毒在生命的全球球R起源各個領域無所不在，它們在推動演化、海洋和豐生物多樣性和全球地球化學循環(huán)中發(fā)揮著關鍵作用。病病毒大多數(shù)為了解地球病毒組五花八門功能的毒調(diào)度努力都聚焦于DNA病毒，人們已知DNA病毒數(shù)量大，查闡種類繁多且是釋地生態(tài)系統(tǒng)中的關鍵參與者。除了作為動植物病原體外，全球球R起源對環(huán)境中RNA病毒的海洋和豐研究還遠遠不夠。
通過分析在塔拉海洋考察（Tara Oceans expeditions）期間所收集的病病毒全球海洋RNA序列的近28特拉的堿基（terabases），Ahmed Zayed和同事填補了這一知識缺口，大大擴充了海洋已知RNA病毒的目錄。在他們的分析中，Zayed等人將正核糖核酸病毒門（orthornaviran phyla ）的數(shù)量從5個倍增至10個（orthornavirans是RNA病毒），并重建了一個顯示對RNA病毒演化新見解的系統(tǒng)發(fā)育樹。在這些新的病毒分類門中，作者發(fā)現(xiàn)了分布于全球的Taraviricota，它代表了RNA病毒演化起源中一個與逆轉(zhuǎn)錄因子有關的缺失環(huán)節(jié)，表明兩者有一個共同的祖先。據(jù)作者披露，這些新發(fā)現(xiàn)代表了可將RNA病毒進一步整合到生態(tài)、演化和流行病學模型中的至關重要的基礎知識。
Jessica Labonté和Kathryn Campbell在一篇相關的《視角》中寫道：“Zayed等人的研究在病毒和細胞界之間建立了聯(lián)系，從而有可能創(chuàng)制一棵充分整合的生命之樹，并對所有生命的起源與演化有更全面的了解。”
相關報道：研究人員在海洋中發(fā)現(xiàn)5500個新的RNA病毒種類
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)cnBeta：在世界各地收集的海洋水樣已經(jīng)產(chǎn)生了一個關于RNA病毒的新數(shù)據(jù)寶庫、擴大了生態(tài)研究的可能性并重塑了人們對這些小而重要的亞微觀粒子如何演變的理解。通過結(jié)合機器學習分析和傳統(tǒng)的進化樹，一個國際研究小組已經(jīng)確定了5500個新的RNA病毒物種--其代表了所有五個已知的RNA病毒門類，另外還指出至少需要五個新的RNA病毒門類來捕獲它們。
其中，最豐富的新識別物種集合屬于一個擬議的門類，研究人員將其命名為Taraviricota，這是對能進行分析的35,000份水樣的來源的認可：Tara Oceans Consortium（Tara海洋聯(lián)盟），這是一個正在進行的全球研究，其正在Tara號雙桅船上研究氣候變化對世界海洋的影響。
這項研究的論文第一作者、俄亥俄州立大學微生物學教授Matthew Sullivan指出：“這里有如此多的新多樣性--且整個門類即Taraviricota在海洋中都有被發(fā)現(xiàn)，這表明它們在生態(tài)上非常重要。RNA病毒在我們的世界中顯然也非常重要，但我們通常只研究它們中的一小部分--那幾百種危害人類、植物和動物的病毒。我們想在一個非常大的范圍內(nèi)系統(tǒng)地研究它們并探索一個沒有人深入研究過的環(huán)境，我們很幸運，因為幾乎每一個物種都是新的且許多是真正的新物種。”
這項研究于2022年4月7日發(fā)表在《科學》上。
雖然微生物是地球上所有生命的重要貢獻者，但感染或跟它們互動的病毒對微生物的功能有各種影響。這些類型的病毒被認為有三個主要功能：殺死細胞、改變受感染細胞管理能量的方式、將基因從一個宿主轉(zhuǎn)移到另一個宿主。
研究人員指出，更多地了解世界海洋中的病毒多樣性和豐度將有助于解釋海洋微生物在海洋適應氣候變化中的作用。海洋從大氣中吸收了人類產(chǎn)生的二氧化碳的一半，該小組以前的研究表明，海洋病毒是影響海洋中碳儲存方式的生物泵的“旋鈕”。
通過接受對RNA病毒進行分類的挑戰(zhàn)，該小組進入了早期分類工作的水域，這些分類工作主要集中在RNA病毒病原體上，但仍有波瀾。在生物王國Orthornavirae中，國際病毒分類委員會(ICTV)最近確認了五個門類。
盡管研究小組確定了數(shù)百個新的RNA病毒物種符合這些現(xiàn)有的劃分，但他們的分析又確定了數(shù)以千計的物種，他們將這些物種歸入五個新的擬議門類：Taraviricota、Pomiviricota、Paraxenoviricota、Wamoviricota和Arctiviricota。
Sullivan的團隊早就對海洋中的DNA病毒物種進行了編目，他們將數(shù)字從2015年和2016年的幾千種增長到2019年的20萬種。對于這些研究，科學家們可以獲得病毒顆粒來完成分析。
在目前這些檢測RNA病毒的努力中，沒有病毒顆粒可以研究。反之，研究人員從漂浮在海中的生物體中表達的基因中提取序列，另外還將分析范圍縮小到包含一個名為RdRp的標志性基因的RNA序列。據(jù)悉，該基因在RNA病毒中已經(jīng)進化了數(shù)十億年，而在其他病毒或細胞中卻沒有。
由于RdRp的存在可以追溯到地球上首次發(fā)現(xiàn)生命的時候，所以考慮到它的序列位置已經(jīng)分化了很多次，這意味著傳統(tǒng)的系統(tǒng)發(fā)育樹關系不可能僅用序列來描述。對此，該團隊使用機器學習組織了44,000個新的序列以處理這些數(shù)十億年的序列分歧，另外還通過顯示該技術來準確地對已經(jīng)確定的RNA病毒的序列進行分類來驗證該方法。
“我們必須以已知為基準來研究未知。我們已經(jīng)創(chuàng)建了一種計算上可重復的方式來對齊這些序列，在那里我們可以更有信心，我們正在對齊準確反映進化的位置。”Sullivan說道。據(jù)悉，他還是土木、環(huán)境和大地測量工程的教授，俄亥俄州的微生物組科學中心的創(chuàng)始主任和EMERGE生物集成研究所的領導團隊成員。
使用序列結(jié)構(gòu)的三維表示法和比對的進一步分析顯示，由5500個新物種組成的集群并不適合被歸入Orthornavirae王國的五個現(xiàn)有的RNA病毒門類中。
研究論文的共同第一作者、俄亥俄州立大學微生物學研究科學家、EMERGE研究所的研究負責人Ahmed Zayed指出：“我們將我們的集群跟既定的、公認的基于系統(tǒng)發(fā)育的分類群進行比較，這使得我們發(fā)現(xiàn)我們的集群比現(xiàn)有的集群更多。”
總體來說，這些發(fā)現(xiàn)使研究人員不僅提出了五個新門類，而且還提出了至少11個新的orthornaviran類RNA病毒。該團隊正在準備一份提案以要求ICTV正式確定候選門類和類別。
Zayed表示，關于RdRp基因隨著時間的推移而分化的新數(shù)據(jù)的程度帶來了對早期生命可能在地球上如何進化的更好理解。“RdRp應該是最古老的基因之一--它在需要DNA之前就已經(jīng)存在。因此，我們不僅僅是在追蹤病毒的起源，也是在追蹤生命的起源。”