15.000 jaar oude virussen ontdekt in gletsjerijs

Wetenschappers die gletsjerijs bestuderen, hebben virussen gevonden die ongeveer 15.000 jaar oud zijn in twee ijsmonsters genomen van het Tibetaanse plateau in China. De meeste van die virussen, die overleefden omdat ze bevroren werden bewaard, lijken niet op virussen die tot nu toe zijn gecatalogiseerd.

De bevindingen, die vandaag in het tijdschrift Microbiome zijn gepubliceerd, kunnen wetenschappers helpen begrijpen hoe virussen zich door de eeuwen heen hebben ontwikkeld. In deze studie bedachten wetenschappers ook een nieuwe, ultraschone manier om microben en virussen in ijs te analyseren zonder het te besmetten.

“Deze gletsjers vormden zich geleidelijk en naast stof en gassen werden er ook veel virussen in dit ijs afgezet”, zegt Zhi-Ping Zhong, hoofdauteur van de studie en een onderzoeker aan de Ohio State University Bird Polar and Climate Research. Het centrum dat zich ook richt op microbiologie. “Gletsjers in het westen van China zijn niet goed bestudeerd en ons doel is om deze informatie te gebruiken om vroegere omgevingen weer te geven. En virussen maken deel uit van die omgevingen.”

Onderzoekers analyseerden ijskernmonsters die in 2015 waren genomen van de Guliya-ijskap in het westen van China. Kernen worden verzameld op grote hoogte – Julia Peak, waar dit ijs is ontstaan, 22.000 voet boven zeeniveau. De ijskern bevat ijslagen die zich jaar na jaar ophopen en alles in de atmosfeer eromheen opsluiten terwijl elke laag bevriest. Deze lagen creëren een tijdlijn van soorten, die wetenschappers door de geschiedenis heen hebben gebruikt om meer te begrijpen over klimaatverandering, microben, virussen en gassen.

Onderzoekers hebben vastgesteld dat het ijs ongeveer 15.000 jaar oud was met behulp van een combinatie van traditionele, nieuwe en innovatieve technieken om deze ijskern te dateren.

Toen ze het ijs analyseerden, vonden ze de genetische codes voor 33 virussen. Vier van deze virussen zijn al geïdentificeerd door de wetenschappelijke gemeenschap. Maar minstens 28 van hen zijn nieuw. Ongeveer de helft van hen leek het te hebben overleefd tegen de tijd dat ze bevroren waren, niet ondanks het ijs, maar dankzij het ijs.

“Dit zijn virussen die zouden hebben gedijen in extreme omgevingen”, zegt Matthew Sullivan, co-auteur van de studie, hoogleraar microbiologie aan de Ohio State en directeur van het Ohio State Center for Microbiology. “Deze virussen hebben gensignaturen die hen helpen cellen in koude omgevingen te infecteren – gewoon surrealistische genetische handtekeningen van hoe het virus erin slaagt te overleven in extreme omstandigheden. Dit zijn geen gemakkelijke handtekeningen om te trekken, en de methode die Zhi-Ping ontwikkelde voor het opruimen kernen en het bestuderen van microben en virussen kunnen ons in Ice helpen bij het zoeken naar deze genetische sequenties in andere extreem ijzige omgevingen – Mars, bijvoorbeeld, de maan, of dichter bij huis in de Atacama-woestijn op aarde.”

Virussen delen geen gemeenschappelijk gen, dus het benoemen van een nieuw virus – en proberen te achterhalen waar het zich in de bekende virusscene bevindt – vereist meerdere stappen. Om onbekende virussen met bekende virussen te vergelijken, vergelijken wetenschappers groepen genen. Gensets van bekende virussen worden geïndexeerd in wetenschappelijke databases.

Deze databasevergelijkingen toonden aan dat vier van de virussen die in Guliya-ijskernen werden gevonden, eerder waren geïdentificeerd en afkomstig waren uit de families van virussen die bacteriën vaak infecteren. Onderzoekers hebben virussen gevonden in veel lagere concentraties dan in oceanen of bodem.

De analyse van de onderzoekers toonde aan dat de virussen waarschijnlijk afkomstig waren van bodem of planten, in plaats van dieren of mensen, op basis van zowel de omgeving als databases van bekende virussen.

De studie van virussen in gletsjers is relatief nieuw: slechts twee eerdere studies hebben virussen in oud ijs geïdentificeerd. Het veld van de wetenschap wordt steeds belangrijker met de klimaatverandering, zei Lonnie Thompson, senior auteur van de studie, Ohio State University Professor of Earth Sciences en Senior Research Scientist bij het Baird Center.

“We weten heel weinig over virussen en microben in deze barre omgevingen, en wat er echt is,” zei Thompson. “Dit documenteren en begrijpen is erg belangrijk: hoe reageren bacteriën en virussen op klimaatverandering? Wat gebeurt er als we van een ijstijd naar een warme periode gaan zoals we nu zijn?”

Referentie: Zhong ZP, Tian F, Roux S et al. Gletsjerijs archiveert 15.000 jaar oude microben en fagen microbioom. 2021; 9 (1): 160. doi: 10.1186 / s40168-021-01106-w

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit het volgende: Materiaal. Opmerking: het artikel is mogelijk aangepast qua lengte en inhoud. Voor meer informatie kunt u contact opnemen met de genoemde bron.