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科学家从马里亚纳海沟海底收集了全新类型的病毒

2024-05-10 13:35 来源:本站编辑

一项新的研究报告称,科学家们发现了一种新的海洋病毒,它生活在海洋表面下8900米(约5.5英里)的惊人深度,使其成为全球海洋中已知最深的分离噬菌体。这一罕见的发现可能会揭示潜伏在海洋最深处的微生物生态系统,即所谓的“hadal”带,它在全球气候和碳循环中发挥着关键作用。

这种病毒是在从马里亚纳海沟打捞上来的沉积物中发现的,马里亚纳海沟是太平洋上一个巨大的地层,拥有地球上最深的深渊。它属于一个全新的所谓的“虹膜病毒”家族,被称为Suviridae,只感染细菌,不能以人类为宿主。

在细菌宿主中生存和复制的病毒被称为噬菌体,它们在地球上的每个生态系统中都无处不在,包括马里亚纳海沟。科学家们此前在深达8636米的海沟中发现了噬菌体,尽管这些病毒的性质在很大程度上仍然未知。

现在,一个国际科学家小组报告说,在8900米深的海沟样本中发现了一种新的噬菌体,比之前的记录保持者深约260米(800英尺)。根据周三发表在《微生物学光谱》(Microbiology Spectrum)上的一项研究,科学家们报告称,这种名为vB_HmeY_H4907的噬菌体是“迄今为止分离出的已知最深的噬菌体”,“它代表了海洋中一个新的丰富的病毒家族”。

研究小组说:“hadal trench是地球上探索最少、最神秘的环境,它是地球表面最深的生命栖息地。”“我们对hadal病毒的理解受到hadal战壕中分离病毒的稀缺的极大限制。”

研究人员继续说:“我们对hadal沟中分离的hadal噬菌体菌株的了解仍然很少。”“这项研究报告了一种温带噬菌体的发现……从马里亚纳海沟8,900米深处的表层沉积物中分离出来。据我们所知,这是从海洋中分离出来的最深的虹膜病毒。”

新发现的噬菌体感染了盐单胞菌家族中的一种细菌,这种细菌已经适应了从南极海底到深海热液喷口的各种深海环境。

研究小组在研究中说,这些细菌“被广泛应用于合成生物学,因为盐单胞菌的成员以分解石油碳氢化合物的能力而闻名,在高盐浓度和碱性pH值的环境中繁殖,对污染的耐受性很高”。“它在马里亚纳海沟中也很丰富,这表明它可能在hadal环境中发挥重要作用。尽管它意义重大,但人们对感染盐单胞菌的病毒知之甚少,到目前为止,国家生物技术信息中心(NCBI)数据集中只发表了两种噬菌体。”

现在,该团队已经将数量增加到三个,并确定为vB_HmeY_H4907。研究人员对噬菌体进行了基因组分析,结果显示,它在基因上与细菌宿主相似,可能在这些hadal沟中大量存在。根据这项研究,在透射电子显微镜的帮助下,研究小组甚至能够辨认出噬菌体的“二十面体头部”,平均直径为65纳米,其“长而不可收缩的尾巴”约为183纳米。作为参考,一张纸大约有10万纳米厚。

这一发现为我们打开了一扇前所未有的新窗口,让我们了解主导着hadal海底的大部分未被探索的微生物世界。生活在这些超凡脱俗领域的细菌和病毒可能体积很小,但它们对我们世界的累积影响却是巨大的。事实上,深海病毒在研究中被描述为“全球生态的重要调节器”,因为它们影响海洋中碳的流动,反过来又对气候变化产生影响,因此了解它们的进化和生命周期至关重要。

“这项研究加深了我们对hadal噬菌体遗传多样性和基因组特征的理解”,并“为深入分析病毒在极端恶劣环境中的生存策略及其与宿主的共同进化提供了理论基础,”该团队总结道。

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