Несмотря на то что микробы, живущие в океане, участвуют в переработке питательных веществ, вирусы, которые их заражают, также оказывают значительное влияние на этот процесс. Это жизненно важная функция, благодаря которой океаны поглощают около половины углерода, вырабатываемого деятельностью человека, и производят половину кислорода на планете.
Недавнее исследование, опубликованное в журнале Microbiome, позволило создать обширный каталог генов, «похищенных» вирусами у морских микробов. Ученые идентифицировали почти 23 000 так называемых вспомогательных метаболических генов (AMG), из которых более 7 000 ранее не были известны. Оказалось, что около 20% вирусных популяций в океане несут хотя бы один AMG.
Авторы работы, Фунинг Тиан и Джеймс Вайнайна, сосредоточились на изучении ДНК-вирусов, которые заражают бактерии и другие одноклеточные организмы в мировом океане. Анализируя данные о метагеномике, ученые выделили и классифицировали вспомогательные метаболические гены, которые вирусы переняли у своих хозяев, чтобы поддерживать собственное выживание.
Исследование показало, что вирусы влияют на 128 из 340 метаболических путей, которые изменяют баланс питательных веществ в океанах. Это означает, что вирусы могут значительно влиять на процессы обмена веществ, включая циклы углерода, азота и фосфора. Эти новые данные помогут ученым создать более точные модели взаимодействия вирусов и микробов и их влияния на океанические экосистемы.
Руководитель проекта, профессор Мэтью Салливан, отметил, что большая часть существующих моделей океанических процессов не учитывает роль вирусов. Новые данные, полученные в ходе исследования, могут стать основой для создания моделей, которые будут учитывать вирусы и их воздействие на экосистемы океана. Это может помочь более точно предсказывать, как вирусы влияют на круговорот углерода и другие важные биогеохимические процессы, что особенно актуально в контексте изменения климата.
Работа была поддержана рядом организаций, включая Национальный научный фонд США и фонд Гордона и Бетти Мур. Фунинг Тиан в настоящее время работает биоинформатиком в Чикагском университете, а Джеймс Вайнайна — ассистентом-ученым в Институте океанографии Вудс-Хоул.
Новые данные о вирусах и их взаимодействии с микробами помогут лучше понять, как океан функционирует в глобальной экосистеме и каким образом можно использовать эти знания для смягчения последствий изменения климата.
Ранее в Китае нашли таинственный «болотный» вирус, он опасен как для животных, так и для людей.