اكتشف الباحثون أكثر من 30000 فيروس مخفي في الحمض النووي للكائنات وحيدة الخلية
اعتمد مشروع البحث في الأصل على مجموعة جديدة من الفيروسات التي اكتشفها مؤلفو الدراسة في مياه نهر Gossenköllesee في تيرول ، النمسا ، في عام 2021.
خلال دراسة شاملة للميكروبات وحيدة الخلية المعقدة ، قام علماء من قسم البيئة بجامعة إنسبروك باكتشاف رائد. اكتشفوا الحمض النووي لأكثر من 30000 فيروس لم يكن معروفًا من قبل ، مدمجًا في جينوم الميكروبات.
وكشفت الدراسة أن بعض الميكروبات تحتوي على نسبة كبيرة من حمضها النووي المكون من فيروسات مخفية تصل إلى 10 بالمائة. ومع ذلك ، على الرغم من وجود عدد كبير من الفيروسات ، لا يبدو أنها تسبب ضررًا لمضيفيها ، وفي الواقع ، قد يحميها البعض. تشبه بعض هذه الفيروسات العاثيات الفيروسية ، وهي فيروسات تصيب وتزيل الفيروسات الضارة الأخرى التي تغزو الخلايا المضيفة.
اكتشاف فيروسات مخفية في الحمض النووي من بحيرة جبال الألب
في عام 2021 ، عثر الدكتور كريستوفر بيلاس والبروفيسور روبن سوماروجا ، الباحثان المشاركان في الدراسة ، على مجموعة جديدة من الفيروسات في مياه جوسينكولسي ، مما أدى إلى إطلاق مشروع بحثي. على الرغم من أن هدفهم الأولي كان تتبع أصل "الفيروسات الشبيهة ببولينتون" ، إلا أنهم لم يكونوا متأكدين من الكائنات الحية التي تتأثر عادةً ، مما دفع إلى إجراء دراسة أوسع لجميع الميكروبات ذات تسلسل الحمض النووي المعروف .
وقال بيلاس في بيان "لماذا يوجد الكثير من الفيروسات في جينومات الميكروبات لم يتضح بعد." "أقوى فرضية لدينا هي أنها تحمي الخلية من الإصابة بفيروسات خطيرة."
على الرغم من أنها تتكون من عدة مئات من الجيجابايت ، إلا أن مجموعة البيانات التي فحصها الباحثون احتوت فقط على تسلسلات الحمض النووي ، لكن أحدث التقنيات مكنتهم من العثور على تسلسلات صغيرة للفيروسات داخلها. لقد استخدموا مجموعة الكمبيوتر عالية الأداء "Leo" وتقنية Oxford Nanopore الجديدة ، التي تقرأ تسلسل الحمض النووي عن طريق تمريرها عبر المسام الصغيرة في الغشاء ، وتوليد إشارة من كل قاعدة - A ، G ، C ، أو T - التي تقاطع تيار كهربائي.
ووفقًا للدراسة ، فإن العديد من العناصر الفيروسية الأولية ليست فقط بقايا في الجينوم ولكنها فيروسات نشطة ، وتشكل آلية لمكافحة الفيروسات للمضيف.
نُشرت الدراسة في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences .
ملخص الدراسة:
تحتوي جينومات حقيقيات النوى على مجموعة متنوعة من العناصر الفيروسية الداخلية (EVEs) ، والتي تُشتق في الغالب من فيروسات RNA و ssDNA التي لم تعد تعمل وتعتبر "أحافير جينية". ومع ذلك ، فإن المسوحات الجينومية لـ EVEs منحازة بشدة تجاه الحيوانات والنباتات ، في حين أن الطلائعيات ، التي تمثل غالبية التنوع حقيقية النواة ، تظل ضعيفة التمثيل. هنا ، نظهر أن جينومات البروتست تؤوي عشرات إلى الآلاف من فيروسات dsDNA المتنوعة ، من 14 إلى 40 كيلو بايت في الثانية. هذه العناصر الفيروسية الذاتية ، المكونة من العاثيات الفيروسية ، والفيروسات الشبيهة ببولينتون ، والكيانات ذات الصلة ، ظلت مخفية حتى الآن بسبب سوء حفظ التسلسل بين مجموعات الفيروسات وطبيعتها المتكررة التي حالت دون التجميع الدقيق للقراءة القصيرة. نظهر أن تقنية تسلسل القراءة الطويلة مثالية لحل عمليات إدخال الفيروسات. يبدو أن العديد من عناصر EVE الأولية سليمة ، ومعظم العبارات المشفرة ، مما يشير إلى أنها استعمرت بنشاط مضيفات عبر شجرة حقيقيات النوى. وجدنا أيضًا دليلًا على التعبير الجيني في نسخ المضيف وأن جينومات الفيروس الشبيه بالعاثيات الفيروسية ذات الصلة الوثيقة وفيروس البولينتون وفيرة في metagenomes الفيروسية ، مما يشير إلى أن العديد من EVEs من المحتمل أن تكون فيروسات وظيفية.
