В тибетских ледниках обнаружены вирусы возрастом 15000 лет, ранее неизвестные людям

Исследование показало, что большинство вирусов ранее не были известны человеку.

Ученые, изучающие ледниковый лед, обнаружили вирусы возрастом примерно 15 000 лет в двух образцах льда, взятых с Тибетского плато в Китае. Большинство из этих вирусов, которые выжили, потому что хранились замороженными, не похожи ни на какие вирусы, которые до сих пор были каталогизированы.

Результаты опубликованы в журнале 20 июля 2021 года. микробиом Это могло бы помочь ученым понять, как вирусы развивались на протяжении веков. В этом исследовании ученые также разработали новый сверхчистый способ анализа микробов и вирусов во льду, не загрязняя его.

«Эти ледники формировались постепенно, и вместе с пылью и газами в этом льду откладывались многие вирусы», — сказал Чжи-Пинг Чжун, ведущий автор исследования и исследователь из Полярного и климатического исследования птиц государственного университета Огайо. Центр, который также занимается микробиологией. «Ледники в западном Китае плохо изучены, и наша цель — использовать эту информацию для отражения окружающей среды прошлого. И вирусы являются частью этой среды».

Исследователи проанализировали образцы керна льда, взятые в 2015 году из мыса Джулия Джулия в западном Китае. Керны собирают на большой высоте — на пике Джулии, где образовался этот лед, на высоте 22000 футов над уровнем моря. Ледяное ядро ​​содержит слои льда, которые накапливаются год за годом, удерживая все, что было в атмосфере вокруг него, пока каждый слой замерзает. Эти слои создают временную шкалу видов, которую ученые использовали, чтобы больше узнать об изменении климата, микробах, вирусах и газах на протяжении всей истории.

Исследователи определили, что возраст льда составляет примерно 15000 лет, с помощью комбинации традиционных, новых и инновационных методов датирования этого ледяного ядра.

Когда они проанализировали лед, они обнаружили генетические коды 33 вирусов. Четыре из этих вирусов уже идентифицированы научным сообществом. Но как минимум 28 из них новые. Около половины из них, казалось, выжили к тому времени, когда они замерзли не несмотря на лед, а благодаря ему.

Исследователи определили, что возраст льда составляет примерно 15000 лет, с помощью комбинации традиционных, новых и инновационных методов датирования этого ледяного ядра.

Когда они проанализировали лед, они обнаружили генетические коды 33 вирусов. Четыре из этих вирусов уже идентифицированы научным сообществом. Но как минимум 28 из них новые. Около половины из них, казалось, выжили к тому времени, когда они замерзли не несмотря на лед, а благодаря ему.

Новое исследование показало, что Яо Тандун (слева) и Лонни Томпсон (справа) обрабатывают ледяной керн, пробуренный в ледяной шапке Джулии на Тибетском плато в 2015 году. Лед содержал вирусы, возраст которых составляет почти 15 000 лет. Предоставлено: изображение любезно предоставлено Лони Томпсон, Государственный университет Огайо.

«Это вирусы, которые могли бы процветать в экстремальных условиях», — сказал Мэтью Салливан, соавтор исследования, профессор микробиологии штата Огайо и директор Центра микробиологии штата Огайо. Эти вирусы имеют генетические сигнатуры, которые помогают им заражать клетки в холодных условиях — просто сюрреалистические генетические сигнатуры того, как вирусу удается выжить в экстремальных условиях. Это нелегкие сигнатуры, и метод, который Чжи-Пин разработал для очистки ядер и изучения микробов и вирусов во льду, может помочь нам найти эти генетические последовательности в других экстремальных ледяных условиях — Марс, например, Луна, или ближе к дому в пустыне Атакама на Земле «.

У вирусов нет общего родового гена, поэтому присвоение имени новому вирусу и попытка выяснить, где он находится на известной вирусной сцене, требует нескольких шагов. Чтобы сравнить неизвестные вирусы с известными вирусами, ученые сравнивают группы генов. Наборы генов известных вирусов индексируются в научных базах данных.

Эти сравнения баз данных показали, что четыре вируса, обнаруженные в кернах льда Гулия, были ранее идентифицированы и принадлежали к семействам вирусов, которые обычно заражают бактерии. Исследователи обнаружили вирусы в гораздо более низких концентрациях, чем в океанах или почве.

Анализ исследователей показал, что вирусы, скорее всего, произошли из почвы или растений, а не из животных или людей, на основании как окружающей среды, так и баз данных известных вирусов.

Изучение вирусов в ледниках относительно новое: только два предыдущих исследования выявили вирусы в древних льдах. «С изменением климата сфера науки становится все более важной», — сказал Лонни Томпсон, старший автор исследования, выдающийся университетский профессор наук о Земле в штате Огайо и старший научный сотрудник Центра Бэрда.

«Мы очень мало знаем о вирусах и микробах в этих суровых условиях и о том, что действительно там есть», — сказал Томпсон. «Документирование и понимание этого очень важно: как бактерии и вирусы реагируют на изменение климата? Что происходит, когда мы переходим из ледникового периода в теплый период, как сейчас?»

Ссылка: «Ледниковые архивы микробов и фагов почти 15 000 лет назад» Чжи-Пин Чжун, Фунин Тиан, Саймон Ру, М. Консуэло Газитуа, Натали Е. Солоненко, Юэ-Фен Ли, Мэри Э. Дэвис и Джеймс. Л. Ван Эттен, Эллен Мосли-Томпсон, Вирджиния И. Рич, Мэтью Б. Салливан и Лонни Г. Томпсон, 20 июля 2021 г., микробиом.
DOI: 10.1186 / s40168-021-01106-w

Это исследование было междисциплинарным усилием Центра Бэрда в Огайо и его Научного центра микробиома. Образцы льда Джулии 2015 года были собраны и проанализированы в рамках совместной программы Центра полярных и климатических исследований Берда и Исследовательского института тибетского плато Китайской академии наук, финансируемой Национальным научным фондом США и Китайской академией наук. . . Финансирование также поступило от Фонда Гордона и Бетти Мур и Министерства энергетики США.