Гренландия кишит чёрными водорослями и гигантскими вирусами
Весной в Арктике восходит солнце после нескольких месяцев тьмы, и жизнь активизируется. Белые медведи выбираются из своих берлог, арктические крачки возвращаются из путешествия на юг, овцебыки бредут на север.
А дремлющие на льду водоросли начинают размножаться, окрашивая большие участки ледовой поверхности в чёрный цвет. Когда лёд чернеет, его способность отражать солнечные лучи уменьшается, и это ускоряет таяние. Считается, что это усугубляет эффекты от глобального потепления.
Но вот исследователи, предположительно, наткнулись на способ контролировать цветение снежных водорослей. Лаура Перини из Орхусского университета, Дания, и её коллеги обнаружили в Гренландии гигантские вирусы.
Вирусы обычно намного меньше бактерий. Типичные вирусы размером от 20 до 200 нанометров, тогда как большинство бактерий — целых 2–3 микрометра. Иными словами, обычный вирус примерно в 1000 раз меньше бактерии. Однако в случае с гигантскими вирусами всё не так. Они вырастают до 2,5 микрометра, превосходя большинство бактерий.
Гигантские вирусы велики не только в длину. Их геном оказался намного больше, чем у типичных вирусов. Например, бактериофаги, то есть заразные для других микробов вирусы, содержат в своём геноме от 100 тыс. до 200 тыс. букв, то есть элементов кода. У гигантских вирусов их около 2,5 млн!
Гигантские вирусы впервые посчастливилось найти в 1981 году, причём в океане. Те микробы специализировались на заражении зелёных морских водорослей. Позже «переростков» нашли и в почве, и даже в организме у людей.
Но в конкретном исследовании описан первый случай, когда гигантские вирусы оказались на поверхности льда и снега, где преобладают микроводоросли, объяснила Лаура Перини.
Учёные проанализировали образцы из потемневшего от водорослей льда, красного от водорослей снега и органики из проталин (криоконита). Как в тёмном льду, так и в красном снегу исследователи обнаружили признаки активности гигантских вирусов, причём впервые в истории науки. Ранее на поверхности льда и на снеге с большим количеством окрашенных микроводорослей учёные не находили вирусы-гиганты — вероятно, потому что и не думали их там искать!
Водоросли окружает целая экосистема. Помимо бактерий, нитчатых грибов и дрожжей, водорослями питаются всякие простейшие, паразитирующие на них различные виды грибов, а также, быть может, обнаруженные гигантские вирусы, заражающие их. Чтобы понять, как в природе работает естественный биологический контроль во время размножения водорослей, необходимо изучить эти последние три группы организмов.
Несмотря на то, что вирусы гигантские, их нельзя увидеть невооружённым глазом, даже в обычный микроскоп. Выявить их удалось путём анализов ДНК из взятых образцов. Просматривая огромный набор данных в поисках специфических генов, учёные обнаружили последовательности, которые имеют большое сходство с известными гигантскими вирусами.
Чтобы убедиться, что вирусная ДНК происходит не от давно погибших микроорганизмов, а от живых и активных вирусов, исследователи также извлекли всю матричную рибонуклеиновую кислоту (мРНК) из образцов.
Когда последовательности ДНК, образующие гены, активируются, они транскрибируются во фрагменты, называемые мРНК. Кстати, понятие транскрипции произошло от латинского transcriptio «переписывание» — происходящий во всех живых клетках процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы; перенос генетической информации с ДНК на РНК. Упомянутые фрагменты служат «рецептами» для создания белков, необходимых вирусу. Если они присутствуют, значит, вирус живой.
— Лаура Перини.
В то время как ДНК мёртвых вирусов проще обнаружить в образцах, мРНК расщепляется намного быстрее. Следовательно, мРНК является важным маркером вирусной активности. Другими словами, «рецептуры» мРНК для определённых белков показывают, что вирусы живы и размножаются.
Образцы, в которых Перини обнаружила гигантские вирусы, выглядят как прозрачные пластиковые пакеты с грязной водой. Но талая жидкость кишит микроорганизмами, в том числе водорослями, которые окрашивают лёд.
В гигантских вирусах есть участок с ДНК, которая содержит сценарии построения белков, важных для жизнедеятельности. Но чтобы использовать эти «рецепты», вирус должен транскрибировать их из ДНК в мРНК. Обычные вирусы не могут этого сделать. Вместо этого у них есть нити РНК, плавающие в клетке в ожидании активации, когда вирус заразит некий организм и захватит его клеточные резервы. Так вот, «здоровяки» умеют делать это самостоятельно, что сильно отличает их от прочих.
Поскольку гигантские вирусы открыты сравнительно недавно, о них известно не так много. В отличие от большинства других подобных микробов, у них много активных генов, которые позволяют им восстанавливать, копировать, транскрибировать и синтезировать ДНК.
Но отчего так происходит и для чего именно они так устроены, неизвестно. Перини признала, что до сих пор не удаётся точно установить, каких хозяев заражают гигантские вирусы. Есть надежда, что среди «жертв» — те самые снежные водоросли, которые усиливают таяние льдов. В свете популярной в мире климатической проблематики учёные считают такую вероятность очень привлекательной и перспективной.
А дремлющие на льду водоросли начинают размножаться, окрашивая большие участки ледовой поверхности в чёрный цвет. Когда лёд чернеет, его способность отражать солнечные лучи уменьшается, и это ускоряет таяние. Считается, что это усугубляет эффекты от глобального потепления.
Но вот исследователи, предположительно, наткнулись на способ контролировать цветение снежных водорослей. Лаура Перини из Орхусского университета, Дания, и её коллеги обнаружили в Гренландии гигантские вирусы.
Вирусы обычно намного меньше бактерий. Типичные вирусы размером от 20 до 200 нанометров, тогда как большинство бактерий — целых 2–3 микрометра. Иными словами, обычный вирус примерно в 1000 раз меньше бактерии. Однако в случае с гигантскими вирусами всё не так. Они вырастают до 2,5 микрометра, превосходя большинство бактерий.
Гигантские вирусы велики не только в длину. Их геном оказался намного больше, чем у типичных вирусов. Например, бактериофаги, то есть заразные для других микробов вирусы, содержат в своём геноме от 100 тыс. до 200 тыс. букв, то есть элементов кода. У гигантских вирусов их около 2,5 млн!
Гигантские вирусы впервые посчастливилось найти в 1981 году, причём в океане. Те микробы специализировались на заражении зелёных морских водорослей. Позже «переростков» нашли и в почве, и даже в организме у людей.
Но в конкретном исследовании описан первый случай, когда гигантские вирусы оказались на поверхности льда и снега, где преобладают микроводоросли, объяснила Лаура Перини.
Учёные проанализировали образцы из потемневшего от водорослей льда, красного от водорослей снега и органики из проталин (криоконита). Как в тёмном льду, так и в красном снегу исследователи обнаружили признаки активности гигантских вирусов, причём впервые в истории науки. Ранее на поверхности льда и на снеге с большим количеством окрашенных микроводорослей учёные не находили вирусы-гиганты — вероятно, потому что и не думали их там искать!
Водоросли окружает целая экосистема. Помимо бактерий, нитчатых грибов и дрожжей, водорослями питаются всякие простейшие, паразитирующие на них различные виды грибов, а также, быть может, обнаруженные гигантские вирусы, заражающие их. Чтобы понять, как в природе работает естественный биологический контроль во время размножения водорослей, необходимо изучить эти последние три группы организмов.
Несмотря на то, что вирусы гигантские, их нельзя увидеть невооружённым глазом, даже в обычный микроскоп. Выявить их удалось путём анализов ДНК из взятых образцов. Просматривая огромный набор данных в поисках специфических генов, учёные обнаружили последовательности, которые имеют большое сходство с известными гигантскими вирусами.
Чтобы убедиться, что вирусная ДНК происходит не от давно погибших микроорганизмов, а от живых и активных вирусов, исследователи также извлекли всю матричную рибонуклеиновую кислоту (мРНК) из образцов.
Когда последовательности ДНК, образующие гены, активируются, они транскрибируются во фрагменты, называемые мРНК. Кстати, понятие транскрипции произошло от латинского transcriptio «переписывание» — происходящий во всех живых клетках процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы; перенос генетической информации с ДНК на РНК. Упомянутые фрагменты служат «рецептами» для создания белков, необходимых вирусу. Если они присутствуют, значит, вирус живой.
В общей мРНК, выделенной из образцов, мы обнаружили те же признаки, что и в общей ДНК. Это означает, что вирусы активны во льдах
— Лаура Перини.
В то время как ДНК мёртвых вирусов проще обнаружить в образцах, мРНК расщепляется намного быстрее. Следовательно, мРНК является важным маркером вирусной активности. Другими словами, «рецептуры» мРНК для определённых белков показывают, что вирусы живы и размножаются.
Образцы, в которых Перини обнаружила гигантские вирусы, выглядят как прозрачные пластиковые пакеты с грязной водой. Но талая жидкость кишит микроорганизмами, в том числе водорослями, которые окрашивают лёд.
В гигантских вирусах есть участок с ДНК, которая содержит сценарии построения белков, важных для жизнедеятельности. Но чтобы использовать эти «рецепты», вирус должен транскрибировать их из ДНК в мРНК. Обычные вирусы не могут этого сделать. Вместо этого у них есть нити РНК, плавающие в клетке в ожидании активации, когда вирус заразит некий организм и захватит его клеточные резервы. Так вот, «здоровяки» умеют делать это самостоятельно, что сильно отличает их от прочих.
Поскольку гигантские вирусы открыты сравнительно недавно, о них известно не так много. В отличие от большинства других подобных микробов, у них много активных генов, которые позволяют им восстанавливать, копировать, транскрибировать и синтезировать ДНК.
Но отчего так происходит и для чего именно они так устроены, неизвестно. Перини признала, что до сих пор не удаётся точно установить, каких хозяев заражают гигантские вирусы. Есть надежда, что среди «жертв» — те самые снежные водоросли, которые усиливают таяние льдов. В свете популярной в мире климатической проблематики учёные считают такую вероятность очень привлекательной и перспективной.
- Дмитрий Ладыгин
- phys.org
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Ведущие британские врачи требуют запретить модное средство отопления
Только так можно обуздать тревожный рост детской смертности....
Скелеты 30 000-летней давности показали, когда древние люди становились взрослыми
Примерно как мы, но есть очень интересные нюансы....
Крошечная атомная батарейка оказалась в тысячи раз эффективнее аналогов
Источник питания работает за счёт преобразования энергии....
«Звездная ночь» Ван Гога — это чистая наука, а не психическое расстройство
Ученые-атмосферники доказали, что художник великолепно визуализировал теорию каскадной энергии....
Самый большой провал Пентагона за последнее время
Астроном-любитель раскрыл сверхсекретную сеть американских спутников-шпионов....
Золото мертвеца: В Японии продают драгметаллы из трупов
Заработок на миллионы долларов....
Давно потерянная луна раскрывает неразгаданные тайны Марса
Теперь понятно, почему у Красной планеты такая странная форма и экстремальный рельеф....
«Лаванда» и «Евангелие» — ИИ-машины смерти
Как израильская армия использует нейросети для бомбардировок боевиков....
Загадочные террасы в скалах Мадагаскара вырезали иранцы
Но их кости кто-то похитил....
ИИ обнаружил три сотни фигур в перуанской пустыне Наска
Археологи продолжат поиски с использованием искусственного интеллекта....
Глобальное потепление можно остановить: надо только насыпать железа в Тихий океан
Возможный, но спорный вариант нейтрализации углекислого газа....
Какие животные эволюционируют быстрее всего?
Ученые никак не договорятся, кому отдать первое место....
Как разборчивые самки и половой отбор сделали животных сильнее и красивее
Анатомические особености дам могут поставить самцов в тупик....
Не слабее бетонных: появилась технология 3D-печати особых стеклоблоков для строительства
Крепыши прошли испытание гидравлическим прессом....
Как взломать мозг и улучшить память на 80%?
Новая технология существенно изменила жизнь американского журналиста....
Суперспособность ради выживания: головастики древесных лягушек не какают
Обладают уникальным даром не загрязнять воду....