Во льду тибетского ледника обнаружены вирусы возрастом 15000 лет

Ученые, изучающие ледниковый лед, обнаружили вирусы возрастом почти 15 000 лет в двух образцах льда, взятых с Тибетского плато в Китае. Большинство из этих вирусов, которые выжили, потому что оставались замороженными, не похожи ни на какие вирусы, внесенные в каталог на сегодняшний день.

Результаты, опубликованные сегодня в журнале Microbiome , могут помочь ученым понять, как вирусы эволюционировали на протяжении веков. Для этого исследования ученые также создали новый сверхчистый метод анализа микробов и вирусов во льду, не загрязняя его.

«Эти ледники образовывались постепенно, и вместе с пылью и газами в этом льду откладывалось множество вирусов», — сказал Чжи-Пин Чжун, ведущий автор исследования и исследователь из Университета штата Огайо Берд полярных и климатических исследований. Центр, который также специализируется на микробиологии. «Ледники в западном Китае плохо изучены, и наша цель — использовать эту информацию для отражения окружающей среды прошлого. И вирусы являются частью этой среды».

Исследователи проанализировали керны льда, взятые в 2015 году из ледяной шапки Гулия в западном Китае. Керны собираются на больших высотах — вершина Гулии, где образовался этот лед, находится на высоте 22000 футов над уровнем моря. Ледяные ядра содержат слои льда, которые накапливаются год за годом, удерживая в ловушке все, что было в атмосфере вокруг них во время замерзания каждого слоя. Эти слои создают своего рода временную шкалу, которую ученые использовали, чтобы больше узнать об изменении климата, микробах, вирусах и газах на протяжении всей истории.

Исследователи определили, что возраст льда составляет почти 15000 лет, используя сочетание традиционных и новых, новых методов датирования этого ледяного ядра.

Когда они проанализировали лед, они обнаружили генетические коды 33 вирусов. Четыре из этих вирусов уже идентифицированы научным сообществом. Но по крайней мере 28 из них — новые. Около половины из них, казалось, выжили, когда они замерзли не из-за льда, а из-за него.

«Это вирусы, которые могли бы процветать в экстремальных условиях», — сказал Мэтью Салливан, соавтор исследования, профессор микробиологии в штате Огайо и директор Центра микробиомных наук штата Огайо. «У этих вирусов есть сигнатуры генов, которые помогают им заражать клетки в холодных условиях — просто сюрреалистические генетические сигнатуры того, как вирус может выжить в экстремальных условиях. Эти сигнатуры нелегко извлечь, и метод, который разработал Чжи-Пин, обеззараживание ядер и изучение микробов и вирусов во льду может помочь нам найти эти генетические последовательности в других экстремальных ледяных средах — Марсе, например, на Луне или ближе к дому в пустыне Атакама на Земле ».

У вирусов нет общего универсального гена, поэтому присвоение имени новому вирусу и попытка выяснить, какое место он занимает среди известных вирусов, включают несколько шагов. Чтобы сравнить неопознанные вирусы с известными вирусами, ученые сравнивают наборы генов. Наборы генов известных вирусов занесены в научные базы данных.

Эти сравнения баз данных показали, что четыре вируса в кернах ледяной шапки Гулия были ранее идентифицированы и принадлежали к семействам вирусов, которые обычно заражают бактерии. Исследователи обнаружили, что концентрация вирусов намного ниже, чем в океанах или почве.

Анализ исследователей показал, что вирусы, скорее всего, произошли из почвы или растений, а не от животных или людей, на основании как окружающей среды, так и баз данных известных вирусов.

Изучение вирусов в ледниках относительно новое: всего два предыдущих исследования выявили вирусы в древнем ледниковом льде. Но это область науки, которая становится все более важной по мере изменения климата, сказал Лонни Томпсон, старший автор исследования, выдающийся университетский профессор наук о Земле в штате Огайо и старший научный сотрудник Центра Берда.

«Мы очень мало знаем о вирусах и микробах в этих экстремальных условиях и о том, что на самом деле там есть», — сказал Томпсон. «Документация и понимание этого чрезвычайно важны: как бактерии и вирусы реагируют на изменение климата? Что происходит, когда мы переходим из ледникового периода в теплый период, как сейчас?»

Это исследование было междисциплинарным усилием Центра Берда штата Огайо и его Центра науки о микробиоме. Керны льда 2015 года были собраны и проанализированы в рамках совместной программы Центра полярных и климатических исследований Берда и Института исследований тибетского плато Китайской академии наук, финансируемой Национальным научным фондом США и Китайской академией наук. Финансирование также поступило от Фонда Гордона и Бетти Мур и Министерства энергетики США.