حدد تحليل المادة الوراثية في البحر الآلاف من فيروسات الحمض النووي الريبوزي (RNA) غير المعروفة سابقًا وضاعف عدد الأنظمة أو المجموعات البيولوجية للفيروسات التي يُعتقد أنها موجودة، وفقًا لدراسة جديدة نشرها فريق الباحثين لدينا في مجلة Science
حدد تحليل المادة الوراثية في البحر الآلاف من فيروسات الحمض النووي الريبوزي (RNA) غير المعروفة سابقًا وضاعف عدد الأنظمة أو المجموعات البيولوجية للفيروسات التي يُعتقد أنها موجودة، وفقًا لدراسة جديدة نشرها فريق الباحثين لدينا في مجلة Science.
تشتهر فيروسات الحمض النووي الريبي (RNA) بالأمراض التي تسببها لدى البشر، بدءًا من نزلات البرد وحتى فيروس كورونا. كما أنها تضر بالنباتات والحيوانات المهمة للإنسان.
تحمل هذه الفيروسات معلوماتها الوراثية في الحمض النووي الريبي (RNA) بدلاً من الحمض النووي (DNA). تتطور فيروسات الحمض النووي الريبوزي (RNA) بمعدل أسرع بكثير من فيروسات الحمض النووي (DNA). لقد قام العلماء بفهرسة مئات الآلاف من فيروسات الحمض النووي في بيئاتهم الطبيعية، لكن فيروسات الحمض النووي الريبي لم تتم دراستها نسبيًا.
هناك عدد أكبر من فيروسات الحمض النووي الريبوزي (RNA) في البحر مما كان يعتقده الباحثون سابقًا.
غييرمو دومينغيز هويرتا، CC BY-ND
ولكن على عكس البشر والكائنات الحية الأخرى التي تتكون من خلايا، لا تحتوي الفيروسات على مساحات قصيرة فريدة من الحمض النووي يمكن أن تكون بمثابة ما يسميه الباحثون "الباركود الجيني". وبدون هذا الباركود يصعب التمييز بين الأنواع المختلفة للفيروسات في الطبيعة.
للتغلب على هذا القيد، قررنا تحديد الجين الذي يرمز لبروتين معين يسمح للفيروس بتكرار مادته الجينية. وهو البروتين الوحيد الذي تشترك فيه جميع فيروسات الحمض النووي الريبوزي (RNA)، لأنه يلعب دورًا حيويًا في كيفية تكاثرها. ومع ذلك، في كل فيروس من فيروسات الحمض النووي الريبي (RNA)، هناك اختلافات صغيرة في الجين الذي يرمز للبروتين، ويمكن أن تساعد في التمييز بين أنواع الفيروسات.
قمنا بمسح قاعدة بيانات عالمية لتسلسلات الحمض النووي الريبي (RNA) من العوالق التي تم جمعها على مدار السنوات الأربع لمشروع البحث العالمي لبعثات تارا أوشنز. العوالق هو الاسم الشائع لأي كائن بحري صغير جدًا بحيث لا يمكنه السباحة ضد التيار. إنها جزء أساسي من شبكات الغذاء البحرية والمضيفين الشائعين لفيروسات الحمض النووي الريبوزي (RNA). حدد المسح الذي أجريناه في النهاية أكثر من 44,000 جينًا لترميز البروتين للفيروسات.
وكان التحدي التالي الذي يواجهنا هو تحديد العلاقات التطورية بين هذه الجينات. كلما كان الجينين أكثر تشابهًا، زاد احتمال ارتباط الفيروسات بهذه الجينات ارتباطًا وثيقًا. ولأن هذه التسلسلات تطورت منذ فترة طويلة (ربما قبل الخلية الأولى)، فإن المعالم الجينية التي تشير إلى المكان الذي ربما تكون فيه الفيروسات الجديدة قد انحرفت عن سلف مشترك قد فُقدت بمرور الوقت. لكن شكلاً من أشكال الذكاء الاصطناعي يسمى التعلم الآلي سمح لنا بترتيب هذه التسلسلات بشكل منهجي وتحديد الاختلافات بشكل أكثر موضوعية مما لو تم تنفيذ المهمة يدويًا.
لقد حددنا ما مجموعه 5,504 فيروسات RNA بحرية جديدة وضاعفنا عدد أنظمة فيروسات RNA المعروفة من خمسة إلى عشرة. كشفت خرائط GG لهذه التسلسلات الجديدة أن اثنين من الأنظمة الجديدة متوافران بشكل خاص في مناطق المحيطات الكبيرة، مع تفضيلات إقليمية للمياه المعتدلة والاستوائية (Taraviricota، التي سميت على اسم بعثات Tara Oceans الاستكشافية) أو المحيط الأطلسي (Arctiviricota).
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
