Μια νέα ανάλυση του γενετικού υλικού που βρίσκεται στους ωκεανούς αποκάλυψε την ύπαρξη χιλιάδων έως τώρα άγνωστων RNA ιών, διπλασιάζοντας τον αριθμό των βιολογικών ομάδων που πιστεύαμε ότι υπήρχαν, σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσίευσε στο περιοδικό «Science», ομάδα ερευνητών στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Οχάιο. Οι ιοί RNA είναι περισσότερο γνωστοί για τις ασθένειες που προκαλούν στους ανθρώπους, από το κοινό κρυολόγημα έως την COVID-19. Επίσης, μολύνουν φυτά και ζώα σημαντικά για τον άνθρωπο. Μεταφέρουν τις γενετικές τους πληροφορίες σε RNA, αντί για DNA. Οι RNA ιοί εξελίσσονται με πολύ ταχύτερους ρυθμούς από ό,τι οι DNA ιοί.
Ενώ οι επιστήμονες έχουν καταγράψει εκατοντάδες χιλιάδες ιούς DNA στα φυσικά τους οικοσυστήματα, οι ιοί RNA δεν έχουν μελετηθεί αρκετά. Σε αντίθεση με τους ανθρώπους και άλλους οργανισμούς που αποτελούνται από κύτταρα, οι ιοί διαφέρουν στην δομή τους με αποτέλεσμα να είναι δύσκολο να μελετηθούν και να ταξινομηθούν.Για να παρακάμψουν αυτό το εμπόδιο, οι ερευνητές αποφάσισαν να εντοπίσουν το γονίδιο που παράγει μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη που επιτρέπει σε έναν ιό να αναπαράγει το γενετικό του υλικό. Είναι η μόνη πρωτεΐνη που μοιράζονται όλοι οι RNA ιοί. Κάθε RNA ιός, ωστόσο, έχει μικρές διαφορές στο γονίδιο που την κωδικοποιεί, οι οποίες μπορούν να βοηθήσουν στη διάκριση του ενός τύπου ιού από τον άλλο.
Η επιστημονική ομάδα μελέτησε μια παγκόσμια βάση δεδομένων με αλληλουχίες RNA από πλαγκτόν που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια του τετραετούς παγκόσμιου ερευνητικού προγράμματος Tara Oceans expeditions. Το πλαγκτόν είναι οποιοσδήποτε υδρόβιος οργανισμός που είναι μικρός ώστε να κολυμπά ενάντια στο ρεύμα. Αποτελεί ζωτικό μέρος των τροφικών πλεγμάτων των ωκεανών και είναι κοινός ξενιστής RNA ιών. Οι ερευνητές εντόπισαν πάνω από 44.000 γονίδια που παράγουν την πρωτεΐνη του ιού. Η επόμενη πρόκληση για την ομάδα ήταν να προσδιορίσει τις εξελικτικές συνδέσεις μεταξύ αυτών των γονιδίων. Όσο πιο παρόμοια ήταν δύο γονίδια, τόσο πιο πιθανό ήταν οι ιοί με αυτά τα γονίδια να είχαν στενή συγγένεια. Με τη βοήθεια της μηχανικής μάθησης οργάνωσαν αυτές τις αλληλουχίες και εντόπισαν τις διαφορές. «Εντοπίσαμε συνολικά 5.504 νέους υδρόβιους RNA ιούς και διπλασιάσαμε τον αριθμό των γνωστών φυλών από 5 σε 10», αναφέρει η ομάδα. Η γεωγραφική χαρτογράφηση αυτών των νέων αλληλουχιών αποκάλυψε ότι οι δύο νέες φυλές ήταν εξαιρετικά διαδεδομένες σε τεράστιες ωκεάνιες περιοχές, με περιφερειακές προτιμήσεις είτε σε εύκρατα και τροπικά ύδατα (Taraviricota), είτε στον Αρκτικό Ωκεανό (Arctiviricota). Πιστεύται ότι η Taraviricota μπορεί να είναι ο χαμένος κρίκος στην εξέλιξη των RNA ιών που αναζητούν εδώ και καιρό οι ερευνητές, καθώς συνδέει δύο διαφορετικά είδη γνωστών RNA ιών που έχουν διαφορές στην αναπαραγωγή τους». Αυτές οι νέες αλληλουχίες βοηθούν τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα όχι μόνο την εξελικτική ιστορία των RNA ιών αλλά και την εξέλιξη της πρώτης ζωής στη Γη.
Όπως έδειξε η πανδημία της COVID-19, οι RNA ιοί μπορούν να προκαλέσουν θανατηφόρες ασθένειες. Ωστόσο διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στα οικοσυστήματα. Η χαρτογράφηση των περιοχών όπου ζουν οι RNA ιοί θα βοηθήσει τους επιστήμονες να καταλάβουν τις οικολογικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στον πλανήτη μας. Η νέα μελέτη παρέχει επίσης βελτιωμένα εργαλεία που μπορούν να βοηθήσουν τους ερευνητές να καταγράψουν νέους ιούς. Παρά τον εντοπισμό τόσων πολλών νέων RNA ιών, οι ερευνητές ακόμα δεν μπορούν να προσδιορίσουν με ακρίβεια ποιοι οργανισμοί μολύνονται από αυτούς. Προς το παρόν, μελετούν κυρίως θραύσματα RNA ιών.«Στην επόμενη φάση θα πρέπει να καταλάβουμε τι είδους γονίδια μπορεί να λείπουν και πώς άλλαξαν με την πάροδο του χρόνου. Η αποκάλυψη αυτών των γονιδίων θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τον τρόπο λειτουργίας αυτών των ιών», καταλήγει η ομάδα.
Μια νέα ανάλυση του γενετικού υλικού που βρίσκεται στους ωκεανούς αποκάλυψε την ύπαρξη χιλιάδων έως τώρα άγνωστων RNA ιών, διπλασιάζοντας τον αριθμό των βιολογικών ομάδων που πιστεύαμε ότι υπήρχαν, σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσίευσε στο περιοδικό «Science», ομάδα ερευνητών στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Οχάιο. Οι ιοί RNA είναι περισσότερο γνωστοί για τις ασθένειες που προκαλούν στους ανθρώπους, από το κοινό κρυολόγημα έως την COVID-19. Επίσης, μολύνουν φυτά και ζώα σημαντικά για τον άνθρωπο. Μεταφέρουν τις γενετικές τους πληροφορίες σε RNA, αντί για DNA. Οι RNA ιοί εξελίσσονται με πολύ ταχύτερους ρυθμούς από ό,τι οι DNA ιοί.
Ενώ οι επιστήμονες έχουν καταγράψει εκατοντάδες χιλιάδες ιούς DNA στα φυσικά τους οικοσυστήματα, οι ιοί RNA δεν έχουν μελετηθεί αρκετά. Σε αντίθεση με τους ανθρώπους και άλλους οργανισμούς που αποτελούνται από κύτταρα, οι ιοί διαφέρουν στην δομή τους με αποτέλεσμα να είναι δύσκολο να μελετηθούν και να ταξινομηθούν.Για να παρακάμψουν αυτό το εμπόδιο, οι ερευνητές αποφάσισαν να εντοπίσουν το γονίδιο που παράγει μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη που επιτρέπει σε έναν ιό να αναπαράγει το γενετικό του υλικό. Είναι η μόνη πρωτεΐνη που μοιράζονται όλοι οι RNA ιοί. Κάθε RNA ιός, ωστόσο, έχει μικρές διαφορές στο γονίδιο που την κωδικοποιεί, οι οποίες μπορούν να βοηθήσουν στη διάκριση του ενός τύπου ιού από τον άλλο.
Η επιστημονική ομάδα μελέτησε μια παγκόσμια βάση δεδομένων με αλληλουχίες RNA από πλαγκτόν που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια του τετραετούς παγκόσμιου ερευνητικού προγράμματος Tara Oceans expeditions. Το πλαγκτόν είναι οποιοσδήποτε υδρόβιος οργανισμός που είναι μικρός ώστε να κολυμπά ενάντια στο ρεύμα. Αποτελεί ζωτικό μέρος των τροφικών πλεγμάτων των ωκεανών και είναι κοινός ξενιστής RNA ιών. Οι ερευνητές εντόπισαν πάνω από 44.000 γονίδια που παράγουν την πρωτεΐνη του ιού. Η επόμενη πρόκληση για την ομάδα ήταν να προσδιορίσει τις εξελικτικές συνδέσεις μεταξύ αυτών των γονιδίων. Όσο πιο παρόμοια ήταν δύο γονίδια, τόσο πιο πιθανό ήταν οι ιοί με αυτά τα γονίδια να είχαν στενή συγγένεια. Με τη βοήθεια της μηχανικής μάθησης οργάνωσαν αυτές τις αλληλουχίες και εντόπισαν τις διαφορές. «Εντοπίσαμε συνολικά 5.504 νέους υδρόβιους RNA ιούς και διπλασιάσαμε τον αριθμό των γνωστών φυλών από 5 σε 10», αναφέρει η ομάδα. Η γεωγραφική χαρτογράφηση αυτών των νέων αλληλουχιών αποκάλυψε ότι οι δύο νέες φυλές ήταν εξαιρετικά διαδεδομένες σε τεράστιες ωκεάνιες περιοχές, με περιφερειακές προτιμήσεις είτε σε εύκρατα και τροπικά ύδατα (Taraviricota), είτε στον Αρκτικό Ωκεανό (Arctiviricota). Πιστεύται ότι η Taraviricota μπορεί να είναι ο χαμένος κρίκος στην εξέλιξη των RNA ιών που αναζητούν εδώ και καιρό οι ερευνητές, καθώς συνδέει δύο διαφορετικά είδη γνωστών RNA ιών που έχουν διαφορές στην αναπαραγωγή τους». Αυτές οι νέες αλληλουχίες βοηθούν τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα όχι μόνο την εξελικτική ιστορία των RNA ιών αλλά και την εξέλιξη της πρώτης ζωής στη Γη.
Όπως έδειξε η πανδημία της COVID-19, οι RNA ιοί μπορούν να προκαλέσουν θανατηφόρες ασθένειες. Ωστόσο διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στα οικοσυστήματα. Η χαρτογράφηση των περιοχών όπου ζουν οι RNA ιοί θα βοηθήσει τους επιστήμονες να καταλάβουν τις οικολογικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στον πλανήτη μας. Η νέα μελέτη παρέχει επίσης βελτιωμένα εργαλεία που μπορούν να βοηθήσουν τους ερευνητές να καταγράψουν νέους ιούς. Παρά τον εντοπισμό τόσων πολλών νέων RNA ιών, οι ερευνητές ακόμα δεν μπορούν να προσδιορίσουν με ακρίβεια ποιοι οργανισμοί μολύνονται από αυτούς. Προς το παρόν, μελετούν κυρίως θραύσματα RNA ιών.«Στην επόμενη φάση θα πρέπει να καταλάβουμε τι είδους γονίδια μπορεί να λείπουν και πώς άλλαξαν με την πάροδο του χρόνου. Η αποκάλυψη αυτών των γονιδίων θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τον τρόπο λειτουργίας αυτών των ιών», καταλήγει η ομάδα.
