해변에서 수영하는 동안 한 입에서 해수를 삼킬 때마다 북미에 사람들이있는 것처럼 많은 바이러스를 쓰러 뜨리고 있습니다.
그러나 해양 바이러스의 엄청난 풍부함과 이러한 전염성 제제가 탄소주기와 같은 글로벌 과정에서 작용하는 핵심 역할에도 불구하고 과학자들은 여전히 존재하는 다양한 바이러스에 대해서는 여전히 비교적 거의 알지 못합니다. 2015 년 한 팀은 바다에서 5,476 개의 독특한 바이러스를 기록했습니다. 2016 년 같은 팀이 수를 15,222로 업데이트했습니다.
그러나 오늘날 Cell 에 발표 된 연구에서 , 그 숫자는 195,728 개의 독특한 바이러스 인구로 스카이 킷, 12 배 이상 증가합니다.
노스 캐롤라이나-그린스 보로 대학교의 미생물 게놈 학자 인 루이스 마리 보이 (Louis-Marie Bobay)는“이것은 놀라운 연구입니다. "우리는 바다의 대부분의 바이러스 생태학에 대해 거의 알지 못하며, 이것은 지금까지 수집 된 가장 인상적이고 글로벌 데이터 중 일부입니다."
.12 배의 도약은 야심 찬 글로벌 샘플링 원정과보다 정교한 게놈 분석에 의해 가능해졌습니다.
바다는 우리 지구의 70 %를 차지하지만 몇 년 전까지까지 해양 바이러스 다양성에 대한 대부분의 지식은 단지 몇 개의 잘 연구 된 지역에서 나왔습니다. Tara Oceans 프로젝트로 바뀌 었습니다. Tara Oceans Project는 전 세계에서 샘플링하여 해양 미생물 및 바이러스 다양성의보다 완전한 인벤토리를 찾았습니다. 스쿠너 타라 (Schooner Tara)는 바다를 돌아 다니며 표면에서 깊이까지, 극에서 극으로 샘플을 수집했습니다. 새로운 연구에는 2015 년과 2016 년 연구에서 사용되지 않은 북극의 43 개 지역의 샘플이 포함되었습니다.
새로운 바이러스 개체군의 약 40 %가 새로운 북극 샘플에서 나왔습니다. 나머지는 이전 연구에 사용 된 Tara 샘플의 재분석에서 나왔습니다. 벨기에의 Leuven Catholic Leuven University의 미생물 생태 학자이자 연구의 주요 저자 중 한 명인 Ann Gregory는“우리가 DNA 덩어리에서 바이러스 성 게놈을 조립하는 데 사용하는 알고리즘은 훨씬 나아졌습니다.
그레고리와 그녀의 동료들은 조각에서 DNA가 넓어지는 것뿐만 아니라 그들이보고있는 다양한 바이러스 게놈을 분류하기 위해 정착해야했다. 바이러스가 무성하게 재현하고 자주 DNA를 서로와 호스트로 바꾸는 바이러스 성“종”을 정의하는 것은 논란의 여지가 있습니다. 바이러스는 독립적으로 복제하는 데 필요한 기계를 포함하지 않기 때문에 일부 생물 학자들은 바이러스를 완전히“살아있는”것으로 간주하지 않습니다.
.Gregory는 종 대신 바이러스를“인구”로 분류하여“바이러스 그룹보다 그룹 내에서 더 많은 유전자 흐름이 있습니다”. 시퀀싱 된 바이러스가 자신의 DNA의 95 % 이상을 공유하면 동일한 이산 인구의 구성원을 불렀습니다.
이 방법은 거의 200,000 명의 인구를 산출했습니다. 그들 중 약 90 %가 알려진 바이러스 분류법에 매핑 될 수 없었기 때문에 과학에 완전히 새로운 것입니다. 그리고 바이러스는 전통적으로 homo 와 같은 속으로 분류되지는 않지만 인간 또는 포도상 구균 Staph Bacteria의 경우 Gregory는 샘플링 한 인구의 다양성이 많은 새로운 속의 순서에 있다고 결론을 내 렸습니다.
더욱이, 연구원들은 온도와 깊이에 따라 독특한 해양 생태 지역에 매핑 된 5 개의 지역 사회 수준의 바이러스 그룹의 존재를 북극, 남극, 온대 및 열대 표면, 온대 및 열대 지하 표면, 심해의 존재를 추론했습니다. 이 지역 사회의 게놈 내에서, 연구원들은 각 생태 지역에 유전 적 적응의 증거를 발견했습니다. 오하이오 주립 대학의 대학원생 인 Ahmed Zayed는“온도는 커뮤니티 구조의 가장 큰 예측 자였습니다. 다양한 온도는 다양한 종류의 미생물 숙주 커뮤니티를 지원한다고 말하면 바이러스는 그에 따라 적응합니다.
전 세계적으로, 바이러스들 사이의 관찰 된 생물 다양성 패턴은 확립 된 생태 학적 경향과 다소 충돌한다. Zayed는“다양성이 적도에서 가장 높고 극을 향해 움직일 때 줄어든다는 패러다임이 있습니다. 연구원들은 적도에서 다양성이 증가했지만 북극에서 놀라운 다양성을 발견했습니다.
오하이오 주의 미생물 학자이자 연구의 선임 저자 인 Matthew Sullivan은“북극을 생물 다양성 핫스팟으로보고 놀랐습니다.이 물은 기후 변화로 인해 지구상에서 가장 빠르게 변화하고 있기 때문에 특히 관련이 있습니다. 그레고리는 왜 북극이 왜 그렇게 다양한 지 이해하기 위해 더 많은 연구가 필요하지만, 그녀는이 쌀쌀한 물에 사는 작은 숙주 세포와 관련이 있다고 생각합니다. "소규모 호스트는 더 많은 호스트를 의미하며, 이는 바이러스가 다각화 할 수있는 더 많은 기회를 의미 할 수 있습니다."
.설리반은 지금부터 몇 년 후에 몇 년 동안 품종이 또 다른 큰 점프를 기대하는지 여부에 관해서는 그렇지 않다고 생각합니다. “발견 할 것이 더 있다고 생각합니까? 물론,하지만이 시점에서 우리는이 방법으로 우리가 할 수있는 풍부한 바이러스를 크게 포착하기를 희망합니다. "라고 그는 덧붙였다.
브리티시 컬럼비아 대학교의 미생물 생태 학자 인 커티스 서틀 (Curtis Suttle)에 따르면 바이러스는 탄소주기를 포함한 세계 생물 지 화학주기에서 중요한 역할을하며, 이로 인해 지구의 생물권과 대기 사이의 탄소 이동이 발생합니다. 새로운 연구에 관여하지 않은 Suttle은“해양 바이러스가 오랫동안 결정적으로 중요하다는 사례를 만들려고 노력했습니다. "전 세계 프로세스에서 바이러스의 역할을 이해하는 데 이러한 종류의 데이터를 커뮤니티에 내놓는 것이 매우 중요합니다."
Suttle은 현재 해양이 현재 인간에 의한 탄소 배출량의 약 절반을 흡수하고 흡수 된 이산화탄소의 양이 계속 상승한다고 설명했다. 바이러스는 포화 수준에 영향을 미칩니다. Suttle에 따르면, 전 세계 박테리아 개체수의 20 ~ 40 %가 바이러스에 의해 매일 사망합니다. 바이러스 감염에 의해 박테리아가 사망하면 세포벽이 폭발합니다. "박테리아가 바다로 방출되는 모든 탄소는 바다에서 깊게 격리됩니다.
.Suttle에 따르면, 일부 과학자들은 바이러스가 언젠가 탄소 사이클을 조정하고 대기에서 이산화탄소의 양을 줄이는 데 언젠가 사용될 수 있다고 추측했다. 감염 치료를위한 항생제 대안으로 파지 요법을 연구하면서 바이러스에 관심을 갖게 된 Zayed는 이러한 잠재적으로 위험한 지리 엔지니어링 체계“환경에 대한 파지 요법”이라고 부릅니다.
바이러스 발견에 실질적인 적용이 있는지 여부에 관계없이 미시간 대학교의 미생물 생태학자인 Melissa Duhaime은 새로운 연구의“쿨 요인”에 흥분합니다. Duhaime은“처음으로 이와 같은 새로운 데이터를보기 시작하면 화성에 착륙하고 처음으로 둘러 보는 것과 같습니다.”라고 Duhaime은 말했습니다. 그러나 작은 동물이있는 화성은 당신을 쳐다 보지 않기 전에 묘사 한 적이 없습니다. "
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