Thấy 5.500 loài virus mới ẩn trong đại dương, chuyên gia tiết lộ mục tiêu 'không đơn giản'

Ít nhất 5.500 loài virus mới đã được các nhà khoa học phát hiện trên khắp các đại dương toàn cầu trong khuôn khổ khám phá mới quan trọng khiến các nhà nghiên cứu đề xuất các lớp bổ sung để phân loại chúng để nắm bắt chính xác sự đa dạng của các loài virus này, Tạp chí Science đăng tải thông tin ngày 7/4/2022 cho hay.

Sau khi kết hợp các phân tích máy học (machine-learning) với phương pháp đánh giá tổng thể 35.000 mẫu nước từ khắp nơi trên thế giới để tạo ra các loại virus hoàn toàn mới bao gồm vật liệu di truyền RNA, các nhà nghiên cứu đã xác định "chỉ một lát nhỏ" trong số 1.000 loài virus gây hại cho con người.

Sau khi kết hợp các phân tích máy học (machine-learning), các nhà nghiên cứu đã phân tích 35.000 mẫu nước từ khắp nơi trên thế giới, tìm kiếm virus RNA (loại virus sử dụng RNA làm vật liệu di truyền của chúng).

Tác giả chính của nghiên cứu - Giáo sư Matthew Sullivan từ Đại học Bang Ohio (Mỹ), các nghiên cứu về virus RNA thường tập trung vào những virus gây bệnh. (Một số virus RNA nổi tiếng bao gồm cúm, Ebola và virus SARS-CoV-2 gây ra đại dịch Covid-19.) 'Nhưng đây chỉ là một "lát nhỏ" của virus RNA trên Trái Đất', ông Sullivan nói.

Các tác giả cho biết những virus RNA này chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng so với virus DNA, loài virus vốn sử dụng DNA làm vật liệu di truyền của chúng.

Nhìn chung, các nhà nghiên cứu đã xác định được khoảng 5.500 loài virus RNA mới rơi vào 5 Phylum hiện có, cũng như 5 loài Phylum mới được đề xuất, mà các nhà nghiên cứu đặt tên là Taraviricota, Pomiviricota, Paraxenoviricota, Wamoviricota và Arctiviricota.

(Phylum nghĩa là ngành).

Người ta đã xác định được rằng có lẽ số lượng loài phong phú nhất trong số các loài mới được công nhận thuộc ngành Taraviricotađược đề xuất.

"Có rất nhiều giống mới ở đây - và một loài hoàn chỉnh,Taraviricota, đã được phát hiện ở khắp mọi nơi trong đại dương, điều này cho thấy chúng cần thiết về mặt sinh thái học" - Giáo sư Matthew Sullivan cho biết trong một thông cáo báo chí.

Các nhà khoa học cho biết virus lây nhiễm vi khuẩn có ba khả năng chủ yếu: Giết chết tế bào; Thay đổi cách tế bào (bị nhiễm) điều khiển hoạt động sống của chúng; Chuyển gen từ vật chủ này sang vật chủ khác.

Việc làm sáng tỏ thêm dữ liệu về sự đa dạng của virus trên khắp các đại dương Trái Đất có thể giúp nhận thức cao hơn vị trí của vi sinh vật biển trong việc thích nghi với sự thay đổi thời tiết địa phương. Những vi sinh vật biển này là 'núm trên' của một 'máy bơm carbon biển' ảnh hưởng đến chu trình carbon trong các đại dương.

Hệ thống phân loại của virus tiếp tục phát triển khi các nhà khoa học cũng cố gắng nắm bắt một nửa số virus đóng vai trò quan trọng trong các hệ sinh thái đại dương.

Trong khi nghiên cứu trước đó kiểm tra virus DNA sử dụng các hạt virus để phân tích, thì phân tích hoàn toàn mới cần phụ thuộc vào các trình tự được chiết xuất từ ​​các gen biểu hiện ở các sinh vật trôi nổi trong biển.

Việc đánh giá được thu hẹp đối với các trình tự RNA có chứa gen RdRp đặc trưng muốn sao chép của virus, gen này đã phát triển hàng tỷ năm trong virus RNA và không có trong các virus hoặc tế bào khác nhau.

Vị trí trình tự của RdRp đã khác nhau trong một số trường hợp vì lý do sự tồn tại của gen này bắt nguồn từ thời điểm sự sống lần đầu tiên được phát hiện trên Trái Đất. Điều này có nghĩa chỉ riêng trình tự không thôi thì không thể được sử dụng để giải thích mối quan hệ tiến hóa của chúng.

Vì vậy, các nhà nghiên cứu đã sử dụng máy học để tổ chức 44.000 trình tự mới theo một phương pháp có thể giải quyết sự phân kỳ trình tự kéo dài hàng tỷ năm này.

Giáo sư Matthew Sullivan tuyên bố: "Chúng tôi đã tạo ra một phương pháp có thể tái tạo bằng máy tính để sắp xếp các trình tự này vào vị trí mà chúng tôi có thể yên tâm hơn rằng chúng tôi đang sắp xếp các vị trí phản ánh chính xác sự tiến hóa".

Sau đó, các biểu diễn 3D của trình tự và sự liên kết cho thấy cụm 5.500 loài virus mới không khớp với 5 ngành virus RNA hiện tại được phân loại trong vương quốcOrthornavirae- là vương quốc của các loại virus có bộ gen được tạo ra từ axit ribonucleic (RNA).

Hình ảnh hiển vi điện tử truyền qua của các loại virus khác nhau được phân loại trong vương quốc Orthornavirae.

"RdRp là một trong những gen lịch sử quan trọng - nó tồn tại sớm hơn so với nhu cầu cần thiết cho DNA.Vì vậy, chúng tôi không chỉ đơn giản là truy tìm nguồn gốc của virus, mà còn truy tìm nguồn gốc của sự sống, "Tiến sĩ Ahmed Zayed - đồng tác giả công trình nói.