Milzu vīrusi, kas atklāti uz Grenlandes ledus segas, varētu samazināt ledus kušanu | Huepaintco

Milzu vīrusi, kas atklāti uz Grenlandes ledus segas, varētu samazināt ledus kušanu

Šis raksts ir pārskatīts saskaņā ar Science X’s redakcijas process
un politikas.
Redaktori ir uzsvērusi šādas īpašības un vienlaikus nodrošinājusi satura ticamību:

faktu pārbaudīts

recenzēta publikācija

uzticams avots

korektūru


Aļģes padara ledu tumšāku. Kad tas notiek, ledus atstaro mazāk saules gaismas un kūst ātrāk. Vairākas Grenlandes teritorijas ir klātas ar melnajām aļģēm. Kredīts: Laura Perini

× aizveriet


Aļģes padara ledu tumšāku. Kad tas notiek, ledus atstaro mazāk saules gaismas un kūst ātrāk. Vairākas Grenlandes teritorijas ir klātas ar melnajām aļģēm. Kredīts: Laura Perini

Katru pavasari, kad pēc mēnešiem ilgas tumsas Arktikā uzlec saule, dzīvība atgriežas. Polārlāči iznirst no ziemas midzeņiem, arktiskie zīriņi paceļas atpakaļ no tālā ceļojuma uz dienvidiem, bet muskusa vērši brien uz ziemeļiem.

Taču dzīvnieki nav vienīgā dzīvība, ko atmodina pavasara saule. Aļģes, kas guļ uz ledus, pavasarī sāk ziedēt, nomelnot lielas ledus platības.

Ledumam kļūstot tumšākam, tā spēja atstarot sauli samazinās, un tas paātrina ledus kušanu. Pastiprināta kušana pastiprina globālo sasilšanu.

Taču pētnieki, iespējams, ir atraduši veidu, kā kontrolēt sniega aļģu augšanu un, iespējams, ilgtermiņā samazināt ledus kušanu. Dzīvojot uz ledus blakus aļģēm, doktore Laura Perini no Orhūsas universitātes Vides zinātnes katedras un viņas kolēģi ir atraduši milzu vīrusus. Viņu rezultāti ir publicēts žurnālā Mikrobioms.

Viņai ir aizdomas, ka vīrusi barojas ar sniega aļģēm un var darboties kā dabisks aļģu ziedēšanas kontroles mehānisms.

“Mēs neko daudz nezinām par vīrusiem, bet es domāju, ka tie varētu būt noderīgi, lai mazinātu ledus kušanu, ko izraisa aļģu ziedēšana. Cik tie ir specifiski un cik efektīvi tie būtu, mēs vēl nezinām. Bet katram pētniekam Ja mēs tos aplūkosim tuvāk, mēs ceram, ka varēsim atbildēt uz dažiem no šiem jautājumiem,” viņa saka.

Lielāks par baktērijām

Vīrusi parasti ir daudz mazāki nekā baktērijas. Parastie vīrusi ir 20-200 nanometri lieli, bet tipiska baktērija ir 2-3 mikrometri. Citiem vārdiem sakot, parasts vīruss ir aptuveni 1000 reižu mazāks nekā baktērija.

Tomēr milzu vīrusiem tas tā nav. Milzu vīrusi izaug līdz 2,5 mikrometru lielumam. Tas ir lielāks nekā vairums baktēriju.

Taču milzu vīrusi ir ne tikai lielāki. Viņu genoms ir daudz lielāks nekā parastajiem vīrusiem. Bakteriofāgu — vīrusus inficējošo baktēriju — genomā ir no 100 000 līdz 200 000 burtu. Milzu vīrusiem ir aptuveni 2 500 000.


Daļa no Grenlandes ledus segas ar melno ledu, ko izraisa aļģes. Kredīts: Shunan Feng

× aizveriet


Daļa no Grenlandes ledus segas ar melno ledu, ko izraisa aļģes. Kredīts: Shunan Feng

Nekad agrāk uz ledus nav atrasts

Bija milzīgi vīrusi pirmo reizi tika atklāts 1981, kad pētnieki tos atrada jūrā. Šie vīrusi specializējas zaļo aļģu inficēšanā jūrā. Vēlāk milzu vīrusi tika atrasti augsnē uz sauszemes un pat cilvēkiem.

Taču šī ir pirmā reize, kad milzu vīrusi ir atrasti dzīvi uz ledus un sniega virsmas, kurā dominē mikroaļģes, skaidro Perini.

“Mēs analizējām paraugus no tumšā ledus, sarkanā sniega un kušanas caurumiem (kriokonīta). Gan tumšajā ledū, gan sarkanajā sniegā mēs atradām aktīvu milzu vīrusu pazīmes. Un šī ir pirmā reize, kad tie tiek atrasti uz virszemes ledus un sniega, kas satur liels pigmentētu mikroaļģu daudzums,” viņa saka.

Pirms dažiem gadiem visi domāja, ka šī pasaules daļa ir neauglīga un bez dzīvības. Bet šodien mēs zinām, ka dzīvo daudzi mikroorganismi, tostarp milzu vīrusi.

“Ap aļģēm ir vesela ekosistēma. Papildus baktērijām, pavedienu sēnēm un raugiem ir arī protisti, kas ēd aļģes, dažādas sēņu sugas, kas tajās parazitē, un mūsu atrastie milzu vīrusi, kas tās inficē. Lai saprastu bioloģisko kontrolē aļģu ziedēšanu, mums ir jāizpēta pēdējās trīs grupas,” turpina Perini.

Lai gan vīrusi ir milzīgi, tos nevar redzēt ar neapbruņotu aci. Perini tos vēl nav pat redzējis ar gaismas mikroskopu. Taču viņa cer to darīt arī turpmāk.

“Vīrusus atklājām, analizējot visu DNS paņemtajos paraugos. Izsijājot šo milzīgo datu kopu, meklējot konkrētus marķieru gēnus, mēs atradām sekvences, kurām ir liela līdzība ar zināmiem milzu vīrusiem,” viņa skaidro.

Lai nodrošinātu, ka vīrusa DNS nav no sen mirušiem mikroorganismiem, bet gan no dzīviem un aktīviem vīrusiem, komanda no parauga ekstrahēja arī visu mRNS.

Kad tiek aktivizētas DNS sekvences, kas veido gēnus, tās tiek pārrakstītas vienpavedienu daļās, ko sauc par mRNS. Šie gabali darbojas kā receptes vīrusam nepieciešamo olbaltumvielu veidošanai. Ja tie ir klāt, vīruss ir dzīvs.

“No paraugiem sekvencētajā kopējā mRNS mēs atradām tādus pašus marķierus kā kopējā DNS, tāpēc zinām, ka tie ir transkribēti. Tas nozīmē, ka vīrusi dzīvo un ir aktīvi uz ledus,” stāsta Perīni.


Viens no paraugiem, kurā Laura Perini atrada milzu vīrusus. No pirmā acu uzmetiena šķiet, ka tas ir netīrs ūdens, bet maisā mudž mikroorganismi, no kuriem viena ir ledus aļģes, kas padara ledu tumšāku. Kredīts: Laura Perini

× aizveriet


Viens no paraugiem, kurā Laura Perini atrada milzu vīrusus. No pirmā acu uzmetiena šķiet, ka tas ir netīrs ūdens, bet maisā mudž mikroorganismi, no kuriem viena ir ledus aļģes, kas padara ledu tumšāku. Kredīts: Laura Perini

DNS un RNS vīrusos

Milzu vīrusu centrā atrodas DNS kopa. Šī DNS satur visu ģenētisko informāciju vai receptes, kas nepieciešamas, lai radītu olbaltumvielas – ķīmiskos savienojumus, kas veic lielāko daļu darba vīrusā.

Bet, lai izmantotu šīs receptes, vīrusam tās ir jātranskribē no divpavedienu DNS uz vienpavedienu mRNS.

Parastie vīrusi to nevar izdarīt. Tā vietā tiem ir RNS virknes, kas peld ap šūnu, gaidot, lai tiktu aktivizētas, kad vīruss inficē organismu un nolaupa tā šūnu ražošanas iekārtas.

Milzu vīrusi to var izdarīt paši, tāpēc tie ļoti atšķiras no parastajiem vīrusiem.

Lai gan DNS no mirušiem vīrusiem var atrast paraugos, mRNS sadalās daudz ātrāk. Tāpēc mRNS ir svarīgs vīrusu aktivitātes marķieris. Citiem vārdiem sakot, noteiktu proteīnu mRNS transkripti parāda, ka vīrusi ir dzīvi un kick.

Nav īsti pārliecināts, kā viņi strādā

Tā kā milzu vīrusi ir salīdzinoši nesens atklājums, par tiem nav daudz zināms. Atšķirībā no vairuma citu vīrusu, tiem ir daudz aktīvu gēnu, kas ļauj tiem labot, replicēt, transkribēt un tulkot DNS.

Bet kāpēc tas tā ir un kāpēc viņi to izmanto, nav zināms.

“Mēs nevaram precīzi saistīt to, ko inficē milzu vīrusi. Daži no tiem var inficēt protistus, bet citi uzbrūk sniega aļģēm. Mēs vienkārši vēl nevaram būt pārliecināti,” saka Perini.

Viņa smagi strādā, lai uzzinātu vairāk par milzīgajiem vīrusiem, un drīzumā viņai būs vairāk pētījumu.

“Mēs turpinām pētīt milzu vīrusus, lai uzzinātu vairāk par to mijiedarbību un to nozīmi ekosistēmā. Vēlāk šogad mēs publicēsim vēl vienu zinātnisku pētījumu ar plašāku informāciju par milzīgiem vīrusiem, kas inficē kultivētas mikroaļģes, kuras plaukst un attīstās. virszemes ledus, Grenlandes ledus sega,” viņa secina.

Vairāk informācijas:
Laura Perini et al., Milzu vīrusu paraksti Grenlandes ledus loksnē, Mikrobioms (2024). DOI: 10.1186/s40168-024-01796-y

Žurnāla informācija:
Mikrobioms


Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *