Një studim inovativ i botuar në Nature npj Viruses ka identifikuar 230 viruse gjigante të panjohura më parë në oqeane anembanë globit. Këta viruse gjigante të ADN-së, disa me gjene që tradicionalisht gjenden vetëm në organizmat qelizorë, duket se manipulojnë mikrobet detare, riformësojnë dinamikën e ekosistemit dhe ndikojnë në proceset globale si cikli i karbonit dhe fotosinteza .
Studiues nga Shkolla Rosenstiel e Shkencave Detare, Atmosferike dhe të Tokës në Universitetin e Miamit analizuan të dhëna nga nëntë projekte metagjenomike oqeanike duke përdorur një mjet të krijuar me porosi të quajtur BEREN. Kjo i lejoi ata të zbulonin qindra gjenome gjigante të viruseve të ngulitura në sekuencat e ADN-së nga ujërat që variojnë nga polet deri në ekuator.
Këto viruse gjigante infektojnë protistët, organizma njëqelizorë si algat dhe flagjelatët që formojnë themelin e zinxhirëve ushqimorë detarë. Duke ndryshuar sjelljen e strehuesit në nivelin gjenetik, këto viruse mund të ndikojnë në stabilitetin më të gjerë të zinxhirit ushqimor dhe madje të shkaktojnë lulëzime të dëmshme të algave me pasoja për shëndetin publik.
“Duke kuptuar më mirë diversitetin dhe rolin e viruseve gjigante në oqean dhe mënyrën se si ato bashkëveprojnë me algat dhe mikrobet e tjera të oqeanit, ne mund të parashikojmë dhe ndoshta të menaxhojmë lulëzimet e dëmshme të algave, të cilat janë rreziqe për shëndetin e njeriut në Florida, si dhe në të gjithë botën”, tha Mohammad Moniruzzaman, profesor asistent dhe bashkautor. “Viruset gjigante janë shpesh shkaku kryesor i vdekjes për shumë fitoplankton, të cilët shërbejnë si bazë e rrjetit ushqimor që mbështet ekosistemet e oqeanit dhe burimet ushqimore. Funksionet e reja që gjenden në viruset gjigante mund të kenë potencial bioteknologjik, pasi disa nga këto funksione mund të përfaqësojnë enzima të reja.”
Analiza e ekipit zbuloi se këto viruse gjigante kodojnë 530 proteina të reja funksionale, përfshirë nëntë të lidhura me fotosintezën, një aftësi që dikur mendohej se ishte ekskluzive për bimët dhe algat. Ky zbulim sugjeron që viruset janë më shumë sesa agjentë të thjeshtë infeksioni; ato janë inxhinierë biokimikë të aftë për të ristrukturuar vetë metabolizmin e strehuesve të tyre.
Për të përballuar ngarkesën masive të të dhënave, studiuesit përdorën superkompjuterin Pegasus në Institutin Frost për Shkencën e të Dhënave dhe Informatikën të Universitetit të Miamit. Qëllimi i tyre: rindërtimi i të gjitha gjenomeve virale nga bibliotekat mjedisore dhe deshifrimi i funksioneve të tyre duke përdorur bazat e të dhënave të proteinave të disponueshme publikisht.
“Ne zbuluam se viruset gjigante posedojnë gjene të përfshira në funksione qelizore siç janë metabolizmi i karbonit dhe fotosinteza – të cilat tradicionalisht gjenden vetëm në organizmat qelizorë”, tha Benjamin Minch , autori kryesor dhe student i doktoraturës. “Kjo sugjeron që viruset gjigante luajnë një rol të jashtëzakonshëm në manipulimin e metabolizmit të strehuesit të tyre gjatë infeksionit dhe ndikimin në biogjeokiminë detare.”
Zbulimi nuk do të kishte qenë i mundur pa BEREN, një rrjet softuerësh i zhvilluar posaçërisht për të nxjerrë gjenomet e viruseve eukariotike nga grupe të dhënash komplekse mjedisore. Mjeti adreson një pikë të verbër të hershme në kërkimin metagjenomik, ku viruset gjigante shpesh nuk zbuloheshin për shkak të madhësisë dhe kompleksitetit të tyre gjenetik.
Duke përmirësuar procesin e identifikimit, BEREN hap derën për monitorim në shkallë të gjerë të komuniteteve virale në sistemet detare dhe të ujërave të ëmbla. Studiuesit besojnë se kjo mund të jetë veçanërisht e dobishme në parashikimin e lulëzimit të algave, zbulimin e patogjenëve mjedisorë ose gjurmimin e shënuesve të ndotjes në rajonet bregdetare.
“Ky studim na lejoi të krijojmë një kornizë për të përmirësuar mjetet ekzistuese për zbulimin e viruseve të reja që mund të ndihmojnë në aftësinë tonë për të monitoruar ndotjen dhe patogjenët në rrugët tona ujore”, shtoi Minch.
and then