В водах древнейшего и самого глубокого озера планеты – Байкал – скрывается целая невидимая вселенная, о существовании которой учёные лишь начинают догадываться.
Недавнее открытие российских исследователей добавило новые загадки в понимание этой уникальной экосистемы: в байкальском планктоне обнаружены 47 совершенно новых ДНК-вирусов, не имеющих полных аналогов в глобальных базах данных микробиологов.
Эти организмы — естественная, но до сих пор неизученная часть подводного мира Байкала, – сообщает корреспондент сетевого издания «Белновости» со ссылкой на «Аргументы и Факты».
Исследователи из Лимнологического института СО РАН в Иркутске и НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера в Санкт-Петербурге уже несколько лет картографируют вирусное разнообразие легендарного озера.
Ключом к открытиям стала метагеномика — современный метод, позволяющий прочесть всю ДНК в образце воды, минуя трудоёмкий и зачастую безуспешный процесс культивирования микроорганизмов в лаборатории.
Как пояснил порталу «Наука в Сибири» научный сотрудник Лимнологического института СО РАН Сергей Потапов, выращивание вирусов требует получения их хозяина в чистой культуре и проведения экспериментального инфицирования, что является сложной, а порой и невыполнимой задачей.
Метод метагеномики позволил заглянуть в ранее невидимый мир более простыми средствами.
Учёные отбирали пробы воды, фильтровали их через сверхтонкие мембраны, чтобы отсеять бактерии и сохранить вирусы, а затем проводили высокопроизводительное секвенирование генетического материала.
Так в центре внимания оказалась особая группа — CRESS-вирусы, отличающиеся крошечным кольцевым геномом из одноцепочечной ДНК. Несмотря на кажущуюся простоту, эти вирусы демонстрируют поразительное разнообразие и могут поражать хозяев от бактерий до животных.
Ранее в байкальских данных на их долю приходилось менее одного процента от всех вирусных последовательностей, что делало их настоящими «невидимками» и лишь подстёгивало научный интерес.
Последующий анализ подтвердил уникальность находки: 47 расшифрованных геномов CRESS-вирусов не имеют стопроцентного совпадения ни с одной известной последовательностью в международных базах.
Высокая скорость мутации и активный обмен генетическим материалом внутри этой группы делают такое открытие ожидаемым для изолированной экосистемы. При этом слабое, но прослеживаемое сходство с образцами из удалённых уголков планеты — США, Новой Зеландии и Швеции — всё же обнаружено.
Наиболее близкий генетический «родственник» с 77,2% сходства на уровне аминокислот был ранее найден в высокогорном озере Сара в Новой Зеландии, где его хозяином является пресноводная мидия. Остальные совпадения значительно меньше.
Как отмечает Сергей Потапов, учитывая слабую изученность этой группы в природных источниках, однозначно объяснить такие связи пока сложно. Предполагается, что хозяевами новых байкальских вирусов являются местные ракообразные, моллюски или рыбы.
Главный вопрос, возникающий у широкой публики, — представляют ли эти вирусы опасность для человека. Учёные предполагают, что ответ отрицательный.
Проведённый сравнительный анализ аминокислотных последовательностей не выявил гомологов, связанных с вирусами, способными поражать людей. Таким образом, данные исследования не содержат признаков опасности обнаруженных микроорганизмов для человека.
Исследование, опубликованное в Journal of Great Lakes Research, — это не просто пополнение коллекции экзотических микроорганизмов. Изучение изолированных экосистем, таких как Байкал, чей возраст оценивается в 25 миллионов лет, является бесценным ключом к пониманию законов эволюции и генетического разнообразия жизни на Земле.
Как заключает Сергей Потапов, эта работа является пилотной, и в дальнейшем планируется расширить географию отбора проб для более детального изучения разнообразия CRESS-вирусов.
Байкал, хранящий 20% мировых запасов пресной воды, продолжает раскрывать свои тайны, демонстрируя, что в его глубинах скрыты целые вселенные, ещё ждущие своих первооткрывателей.
Автор: Павел Господарик
