全球海洋RNA病毒调查阐释了地球RNA病毒组的起源和丰度
全球海洋RNA病毒调查阐释了地球RNA病毒组的起源和丰度
（蜘蛛网eeook.com报道）据EurekAlert!：对全球水域的海洋RNA序列所进行的一项广泛评估已经确认了数千种先前未知的RNA病毒，使得已知的RNA病毒的分类门增加了一倍，其中一些代表了RNA病毒演化中的“缺失环节”。
除了在疾病中的作用外，人们对RNA病毒的生态相关性和演化起源几乎一无所知，但通过本研究的结果可对它们作出更好的阐释。病毒在生命的各个领域无所不在，它们在推动演化、生物多样性和全球地球化学循环中发挥着关键作用。大多数为了解地球病毒组五花八门功能的努力都聚焦于DNA病毒，人们已知DNA病毒数量大，种类繁多且是生态系统中的关键参与者。除了作为动植物病原体外，对环境中RNA病毒的研究还远远不够。
通过分析在塔拉海洋考察（Tara Oceans expeditions）期间所收集的全球海洋RNA序列的近28特拉的碱基（terabases），Ahmed Zayed和同事填补了这一知识缺口，大大扩充了海洋已知RNA病毒的目录。在他们的分析中，Zayed等人将正核糖核酸病毒门（orthornaviran phyla ）的数量从5个倍增至10个（orthornavirans是RNA病毒），并重建了一个显示对RNA病毒演化新见解的系统发育树。在这些新的病毒分类门中，作者发现了分布于全球的Taraviricota，它代表了RNA病毒演化起源中一个与逆转录因子有关的缺失环节，表明两者有一个共同的祖先。据作者披露，这些新发现代表了可将RNA病毒进一步整合到生态、演化和流行病学模型中的至关重要的基础知识。
Jessica Labonté和Kathryn Campbell在一篇相关的《视角》中写道：“Zayed等人的研究在病毒和细胞界之间建立了联系，从而有可能创制一棵充分整合的生命之树，并对所有生命的起源与演化有更全面的了解。”
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（蜘蛛网eeook.com报道）据cnBeta：在世界各地收集的海洋水样已经产生了一个关于RNA病毒的新数据宝库、扩大了生态研究的可能性并重塑了人们对这些小而重要的亚微观粒子如何演变的理解。通过结合机器学习分析和传统的进化树，一个国际研究小组已经确定了5500个新的RNA病毒物种--其代表了所有五个已知的RNA病毒门类，另外还指出至少需要五个新的RNA病毒门类来捕获它们。
其中，最丰富的新识别物种集合属于一个拟议的门类，研究人员将其命名为Taraviricota，这是对能进行分析的35,000份水样的来源的认可：Tara Oceans Consortium（Tara海洋联盟），这是一个正在进行的全球研究，其正在Tara号双桅船上研究气候变化对世界海洋的影响。
这项研究的论文第一作者、俄亥俄州立大学微生物学教授Matthew Sullivan指出：“这里有如此多的新多样性--且整个门类即Taraviricota在海洋中都有被发现，这表明它们在生态上非常重要。RNA病毒在我们的世界中显然也非常重要，但我们通常只研究它们中的一小部分--那几百种危害人类、植物和动物的病毒。我们想在一个非常大的范围内系统地研究它们并探索一个没有人深入研究过的环境，我们很幸运，因为几乎每一个物种都是新的且许多是真正的新物种。”
这项研究于2022年4月7日发表在《科学》上。
虽然微生物是地球上所有生命的重要贡献者，但感染或跟它们互动的病毒对微生物的功能有各种影响。这些类型的病毒被认为有三个主要功能：杀死细胞、改变受感染细胞管理能量的方式、将基因从一个宿主转移到另一个宿主。
研究人员指出，更多地了解世界海洋中的病毒多样性和丰度将有助于解释海洋微生物在海洋适应气候变化中的作用。海洋从大气中吸收了人类产生的二氧化碳的一半，该小组以前的研究表明，海洋病毒是影响海洋中碳储存方式的生物泵的“旋钮”。
通过接受对RNA病毒进行分类的挑战，该小组进入了早期分类工作的水域，这些分类工作主要集中在RNA病毒病原体上，但仍有波澜。在生物王国Orthornavirae中，国际病毒分类委员会(ICTV)最近确认了五个门类。
尽管研究小组确定了数百个新的RNA病毒物种符合这些现有的划分，但他们的分析又确定了数以千计的物种，他们将这些物种归入五个新的拟议门类：Taraviricota、Pomiviricota、Paraxenoviricota、Wamoviricota和Arctiviricota。
Sullivan的团队早就对海洋中的DNA病毒物种进行了编目，他们将数字从2015年和2016年的几千种增长到2019年的20万种。对于这些研究，科学家们可以获得病毒颗粒来完成分析。
在目前这些检测RNA病毒的努力中，没有病毒颗粒可以研究。反之，研究人员从漂浮在海中的生物体中表达的基因中提取序列，另外还将分析范围缩小到包含一个名为RdRp的标志性基因的RNA序列。据悉，该基因在RNA病毒中已经进化了数十亿年，而在其他病毒或细胞中却没有。
由于RdRp的存在可以追溯到地球上首次发现生命的时候，所以考虑到它的序列位置已经分化了很多次，这意味着传统的系统发育树关系不可能仅用序列来描述。对此，该团队使用机器学习组织了44,000个新的序列以处理这些数十亿年的序列分歧，另外还通过显示该技术来准确地对已经确定的RNA病毒的序列进行分类来验证该方法。
“我们必须以已知为基准来研究未知。我们已经创建了一种计算上可重复的方式来对齐这些序列，在那里我们可以更有信心，我们正在对齐准确反映进化的位置。”Sullivan说道。据悉，他还是土木、环境和大地测量工程的教授，俄亥俄州的微生物组科学中心的创始主任和EMERGE生物集成研究所的领导团队成员。
使用序列结构的三维表示法和比对的进一步分析显示，由5500个新物种组成的集群并不适合被归入Orthornavirae王国的五个现有的RNA病毒门类中。
研究论文的共同第一作者、俄亥俄州立大学微生物学研究科学家、EMERGE研究所的研究负责人Ahmed Zayed指出：“我们将我们的集群跟既定的、公认的基于系统发育的分类群进行比较，这使得我们发现我们的集群比现有的集群更多。”
总体来说，这些发现使研究人员不仅提出了五个新门类，而且还提出了至少11个新的orthornaviran类RNA病毒。该团队正在准备一份提案以要求ICTV正式确定候选门类和类别。
Zayed表示，关于RdRp基因随着时间的推移而分化的新数据的程度带来了对早期生命可能在地球上如何进化的更好理解。“RdRp应该是最古老的基因之一--它在需要DNA之前就已经存在。因此，我们不仅仅是在追踪病毒的起源，也是在追踪生命的起源。”
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（蜘蛛网eeook.com报道）据新浪科技：依据最新一项研究，全球海洋中现已发现5500种新病毒！目前，研究人员分析了来自世界各地的数万份海水样本，寻找潜在的RNA病毒，或者使用RNA作为其遗传物质的病毒，例如：新型冠状病毒就是一种RNA病毒，与DNA病毒相比，这些病毒的研究还不够深入，DNA病毒是使用DNA作为它们的遗传物质。
基于海水样本，研究人员发现大量新病毒，且具有多样性，以至于研究人员提出将RNA病毒所需的分类群数量增加一倍，从现有的5个门分类增加至10个门分类。据悉，门分类是生物学中一个宽泛的分类概念，在界分类之下。
微生物学家发现海洋中有大量多样性新病毒，甚至发现一个完整的门分类病毒——Taraviricota，它们分布在全球所有海域，这表明它们在海洋生态中具有重要意义。
对RNA病毒的研究通常集中在那些引起疾病的病毒上（人们熟知的RNA包括：流感病毒、埃博拉病毒和新冠病毒等），然而它们仅是地球RNA病毒中的“冰山一角”，目前我们想在非常大的范围内系统地研究海洋病毒，探索一个之前未曾探索的新领域，揭晓更多的海洋病毒谜团。
该项研究报告发表在4月7日出版的《科学》杂志上，研究人员分析了来自世界五大洋中121个区域的35000份海洋样本。研究人员称，他们检测了从浮游生物中提取的基因序列，浮游生物是RNA病毒的常见宿主。通过寻找一种叫做RdRp的古老基因，他们锁定了属于RNA病毒的序列。RdRp存在于所有RNA病毒中，但其他病毒和细胞中并不存在，最终他们鉴定发现超过44000条含有该基因的病毒序列。
但是RdRp基因已有数十亿年历史，且进化了许多次，由于该基因的进化可追溯至很久以前，研究人员很难确定基因序列之间的进化关系，因此，研究人员使用机器学习来帮助组织它们。
总体而言，他们确定了大约5500种新RNA病毒，它们分别属于5个现有门分类，以及5个新提出的门分类，研究人员将分别命名为：Taraviricota、Pomiviricota、paraxenviricota、Wamoviricota和Arctiviricota。其中Taraviricota门病毒种类分布在温带和热带水域特别多，而Arctiviricota门病毒集中分布在北冰洋海域。
理解RdRp基因是如何随着时间变迁而逐渐进化，有助于洞察地球上早期生命是如何完成进化的，RdRp基因被认为是最古老的生物基因之一，它在生物体需要DNA之前就已存在，因此我们不仅是追踪分析病毒的起源，也是在追踪生命的起源！
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（蜘蛛网eeook.com报道）据中国科学报（王芳）：近日在线发表于《科学》的一项研究显示，从世界各地收集的海水样本为人们提供了一个关于RNA病毒的数据宝库，增加了生态学研究的可能性，重塑了人们对这些小而重要的亚微观粒子如何进化的理解。
通过将机器学习分析与传统发育树相结合，一个国际研究团队确定了5500种新的RNA病毒，其中一部分属于已知的5个RNA病毒门，另一部分属于5个新的RNA病毒门。其中，最丰富的新发现物种属于研究人员拟命名的Taraviricota门。
论文主要作者、美国俄亥俄州立大学微生物学教授Matthew Sullivan表示：“对我们的世界而言，RNA病毒显然很重要，但我们通常只研究其中一小部分——几百种危害人类、植物和动物的病毒。我们想在更大的范围内系统地研究它们，探索一个尚未被深入研究过的环境。我们很幸运，因为几乎每个物种都是新的。”
“整个海洋中都发现了Taraviricota门病毒，表明它们在生态上很重要。”Sullivan举例说。
研究人员称，更多地了解海洋病毒的多样性和丰度，有助于解释海洋微生物在海洋适应气候变化中的作用。此前的研究表明，海洋病毒是生物泵的“旋钮”，影响着海洋中的碳储存方式。
长期以来，Sullivan团队对海洋DNA病毒进行分类，使其从2015年至2016年的几千种增加到2019年的20万种。现在，该团队的工作主要集中在RNA病毒病原体分类上。
研究团队发现了属于现有分类的数百种RNA病毒新物种，还发现了数千种“无门无派”的病毒，并将它们归入5个新门——Taraviricota、Pomiviricota、Paraxenoviricota、Wamovi
ricota和Arctiviricota。国际病毒分类委员会最近确认了这5个门。
在此前的DNA病毒研究中，科学家使用病毒颗粒完成分析。而在目前检测RNA病毒的过程中，并没有需要研究的病毒颗粒。相反，他们从漂浮在海上的生物体所表达的基因中提取序列，并将分析范围缩小到包含一种被称为RdRp的特征基因的RNA序列。该基因在RNA病毒中进化了数十亿年，而在其他病毒或细胞中则不存在。
由于RdRp可以追溯到地球上首次出现生命之时，其序列位置已经多次偏离，这意味着传统的系统发育树不可能仅用序列来描述。取而代之的是，该团队使用机器学习处理4.4万个新序列，并通过对已经识别的RNA病毒序列进行分类，从而准确验证了该方法。
“我们必须用已知为基准研究未知。”Sullivan表示，“我们创造了一种可重复计算的方法，将这些序列对齐到我们更有把握的位置，从而准确反映进化。”
通过三维序列结构和比对的进一步分析显示，5500个新物种不完全归属于现有的5个RNA病毒门。论文第一作者、俄亥俄州立大学微生物学家Ahmed Zayed说：“我们根据已知公认的基于系统发育的分类群对它们进行基准测试，这是我们发现更多分类的原因。”
这些发现使研究人员不仅提出了5个新的RNA病毒门，而且提出了至少11个新的RNA病毒分类。
“RdRp基因随时间分化的新数据，使我们更好了解地球上的早期生命可能是如何进化的。所以我们不仅在追踪病毒的起源，也在追踪生命的起源。”Zayed表示。
