В водах Байкала ученые нашли группу из 47 уникальных вирусов
В ходе метагеномного исследования проб воды из озера Байкал ученые нашли 47 ранее неизвестных ДНК-вирусов. Эти микроорганизмы не имеют полных аналогов в мировых базах данных.
Анализ озера
Группа ученых провела масштабный анализ вирусного разнообразия озера Байкал. В основе работы лежал метод метагеномики, который позволяет проводить массовое секвенирование всего генетического материала, извлеченного из проб окружающей среды, без необходимости культивирования микроорганизмов в лабораторных условиях. Результаты исследования были опубликованы в международном журнале Journal of Great Lakes Research.
Как пояснил научный сотрудник Лимнологического института Сергей Потапов, классическое культивирование вирусов является крайне трудоемким процессом, который часто не приводит к успеху из-за сложности выделения их хозяев. Метагеномный подход позволил обойти это ограничение.
Ученые отбирали пробы воды, которые фильтровались через мембраны с размером пор 200 нанометров. Это позволило отделить вирусные частицы от более крупных бактериальных клеток. Последующий биоинформатический анализ секвенированных данных выявил присутствие в образцах ранее не описанных микроорганизмов.
Особенности обнаруженных вирусов
Центральным результатом исследования стало обнаружение 47 уникальных геномов, принадлежащих к группе так называемых CRESS-вирусов. Их отличительной чертой является малый кольцевой геном, состоящий из одноцепочечной ДНК. Несмотря на простую структуру, эта группа демонстрирует большое разнообразие и способна инфицировать широкий спектр хозяев — от бактерий до животных.
Ранее в общих метагеномных данных Байкала последовательности, относящиеся к CRESS-вирусам, составляли менее одного процента, что делало их трудными для обнаружения и изучения. Все вновь выявленные вирусные геномы не имеют стопроцентного совпадения ни с одной последовательностью в международных базах данных.
При этом ученые отмечают, что у некоторых образцов прослеживается отдаленное сходство с вирусами, обнаруженными в водоемах США, Швеции и Новой Зеландии.
Наиболее близкий известный аналог с 77,2% сходства на уровне аминокислот был ранее найден в высокогорном озере Сара в Новой Зеландии, где его хозяином является пресноводная мидия. Исследователи предполагают, что хозяевами байкальских CRESS-вирусов, вероятно, являются эндемичные ракообразные, моллюски или рыбы. Высокая скорость мутаций и активный обмен генетическим материалом внутри этой группы, характерные для изолированных экосистем, могут объяснять их уникальность.
По словам авторов исследования, изучение вирусных сообществ в таких изолированных и древних экосистемах позволяет лучше понять пути эволюции микроорганизмов и закономерности формирования генетического разнообразия на планете.