Wetenschappers ontdekken 30.000 nieuwe virussen die zich verschuilen in het DNA van microben: ScienceAlert

Tijdens het analyseren van de genomen van eencellige microben deed een team van onderzoekers een verrassende ontdekking: duizenden voorheen onbekende virussen waren “verborgen” in het DNA van microben.

Onderzoekers hebben DNA gevonden van meer dan 30.000 virussen ingebed in het genoom van verschillende eencellige microben, rapporteren ze in een nieuwe studie. Ze leggen uit dat viraal DNA een gastheercel in staat kan stellen volledig functionele virussen te repliceren.

“We waren erg verrast door het aantal virussen dat we vonden met deze analyse,” Hij zegt Hoofdauteur Christopher Bellas, een ecoloog die virussen bestudeert aan de Universiteit van Innsbruck in Oostenrijk. “In sommige gevallen is aangetoond dat tot 10 procent van het DNA van een microbe uit verborgen virussen bestaat.”

Deze virussen lijken hun gastheren niet te infecteren, zeggen de onderzoekers, en kunnen nuttig zijn. Sommige van de nieuwe virussen lijken op virale fagen, een type virus dat andere pathogene virussen infecteert die proberen hun gastheercel te infecteren.

“Het is nog niet duidelijk waarom er zoveel virussen in het genoom van microben zitten.” Hij zegt. “Onze sterkste hypothese is dat het de cel beschermt tegen infectie door gevaarlijke virussen.”

Leven op aarde betekent geconfronteerd worden met virussen en de planeet meest overvloedig Biologische entiteiten die collectief elk type leven infecteren. Ze zijn zeer divers en gebruiken veel verschillende tactieken om hun mobiele hosts te exploiteren.

Wat de semantische discussies ook mogen zijn over de vraag of virussen leven, ze voegen zich zeker in het leven van andere organismen. Sommigen planten zich zelfs voort door hun DNA aan een gastheercel toe te voegen en onderdeel te worden van zijn genoom.

Wanneer dit gebeurt in een geslachtscel, kan dit leiden tot interne virale elementen (EVE’s), of viraal DNA dat van de ene generatie op de andere wordt doorgegeven in een gastheersoort.

Wetenschappers hebben medicijnvirusinfecties gevonden in een grote verscheidenheid aan organismen, waaronder dieren, planten en schimmels. Zoogdieren dragen bijvoorbeeld verschillende virale fragmenten in hun DNA en ongeveer 8 procent van het menselijk genoom bestaat uit DNA van oude virale infecties.

De meeste hiervan, leggen de auteurs van het onderzoek uit, zijn niet langer functioneel en worden beschouwd als “genfossielen”. Onderzoek wijst uit dat endogene virale componenten adaptief kunnen zijn bij mensen en andere organismen, hoewel ze kunnen helpen moderne virussen af ​​te weren.

Dit geldt voor veel eencellige eukaryoten, benadrukken de onderzoekers, erop wijzend dat deze microben meestal worden geïnfecteerd en gedood door gigantische virussen.

Als fagen al in een gastheercel leven, kunnen ze een gigantisch virus herprogrammeren om fagen te bouwen in plaats van zichzelf te repliceren, wat de gastheer zou kunnen redden.

Volgens de nieuwe studie is het DNA van de nieuw ontdekte virussen vergelijkbaar met dat van fagen, wat suggereert dat microben mogelijk enige bescherming hebben tegen gigantische virussen dankzij de “geïntegreerde” virussen in hun genomen.

De onderzoekers schrijven dat de studie van EVE’s zich tot nu toe voornamelijk heeft gericht op dieren en planten, met weinig interesse in protisten – dat wil zeggen eukaryotische organismen die geen dieren, planten of schimmels zijn – hoewel ze verantwoordelijk zijn voor het grootste deel van de eukaryotische biodiversiteit op aarde. Aarde.

Het ontdekken van duizenden nieuwe virussen verborgen in het DNA van microben was niet het oorspronkelijke doel van Bilas en zijn collega’s, die van plan waren een nieuwe groep virussen te bestuderen die ze vonden in de wateren van Gusenkolssee, een bergmeer in de Oostenrijkse deelstaat Tirol.

“Aanvankelijk wilden we via ons onderzoek de oorsprong van ‘Bolinton-achtige virussen’ vinden,” Hij zegt.

“We wisten echter niet welke organismen normaal gesproken besmet zouden raken met deze virussen. Daarom hebben we een grootschalig onderzoek uitgevoerd waarbij we alle microben testten waarvan de DNA-sequenties bekend waren.”

Om dit te doen, riepen ze de hulp in van “Leo”, een krachtige computergroep aan de Universiteit van Innsbruck die op efficiënte wijze enorme hoeveelheden gegevens kan analyseren.

Toen ze genen van fagen en andere virussen in verschillende microbiële genomen opmerkten, besloten de onderzoekers verder te onderzoeken, waarbij ze Liu gebruikten om systematisch alle openbaar beschikbare concept-genoomsets van protisten te analyseren.

Ze vinden EVE-elementen “verborgen in moeilijk te assembleren repetitieve regio’s van eukaryote eencellige genomen”, Hij schrijftwat aangeeft dat duizenden virussen in sommige soorten zijn geïntegreerd, geeft aan dat virussen een voorheen niet-geïdentificeerde grote groep progenitorgenomen vormen.

De studie vond ook bewijs dat veel van de protozoaire virale elementen niet alleen genetische fossielen zijn, maar functionele virussen, aldus de onderzoekers. Hij schrijftwat suggereert dat diverse reeksen van deze elementen deel kunnen uitmaken van een antiviraal systeem van de gastheer.

De studie is gepubliceerd in Procedures van de National Academy of Sciences.