Virology discoveries yuav hloov biology

2024 Tus sau: Seth Attwood | [email protected]. Kawg hloov kho: 2023-12-16 16:06

Cov kab mob me me tab sis "cov tsiaj muaj zog heev" uas peb yuav tsis muaj sia nyob. Lawv lub hwj chim ntawm peb lub ntiaj teb yog undeniable. Nws yog ib qho yooj yim mus nrhiav tau lawv, cov kws tshawb fawb txuas ntxiv txheeb xyuas yav tas los tsis paub hom kab mob. Tab sis peb paub ntau npaum li cas txog lawv? Peb yuav ua li cas thiaj paub qhov twg yuav tshawb xyuas ua ntej?

Tus kab mob SARS-CoV-2 tsuas yog ib qho ntawm ntau lab tus kab mob uas nyob hauv peb lub ntiaj teb. Cov kws tshawb fawb tau ceev nrooj txheeb xyuas ntau yam tshiab.

Maya Breitbart tau nrhiav cov kab mob tshiab hauv African termite mounds, Antarctic seals thiab Hiav txwv Liab. Tab sis, raws li nws tau muab tawm, kom pom txhua yam, nws tsuas yog yuav tsum tau saib rau hauv nws lub vaj tsev hauv Florida. Nyob ntawd, nyob ib ncig ntawm lub pas dej, koj tuaj yeem nrhiav orb-web kab laug sab ntawm hom Gasteracantha cancriformis.

Lawv muaj cov xim ci thiab sib npaug ntawm lub cev dawb, uas cov specks dub thiab rau cov pos liab liab yog qhov pom tau, zoo ib yam li riam phom tawm ntawm Hnub Nyoog Nruab Nrab. Tab sis sab hauv lub cev ntawm cov kab laug sab no, Maya Brightbart tau ua rau muaj kev xav tsis thoob: thaum Brightbart, tus kws tshaj lij ntawm kab mob ecology ntawm University of South Florida hauv St. tsis paub txog kev tshawb fawb.

Raws li koj paub, txij li xyoo 2020, peb, cov tib neeg zoo tib yam, tau nyob nrog tsuas yog ib tus kab mob txaus ntshai tshwj xeeb uas paub txhua tus tam sim no, tab sis tseem muaj ntau yam kab mob uas tseem tsis tau kuaj pom. Raws li cov kws tshawb fawb, kwv yees li 10³¹cov kab mob sib txawv, uas yog kaum billion npaug ntawm kwv yees tus naj npawb ntawm cov hnub qub hauv lub ntiaj teb pom.

Tam sim no nws pom tseeb tias ecosystems thiab tib neeg kab mob nyob ntawm cov kab mob. Cov kab mob me me, tab sis cov tsiaj muaj zog heev, lawv tau ua kom muaj kev loj hlob ntawm ntau lab xyoo dhau los, nrog rau lawv cov kev pab, kev hloov ntawm cov noob ntawm cov kab mob hauv lub cev tau ua tiav. Nyob rau hauv lub ntiaj teb no dej hiav txwv, cov kab mob dissected microorganisms, pov lawv cov ntsiab lus mus rau hauv dej ib puag ncig thiab enriching cov zaub mov web nrog as-ham. "Peb yuav tsis muaj sia nyob yam tsis muaj kab mob," hais tias tus kws kho mob virologist Curtis Suttle ntawm University of British Columbia hauv Vancouver, Canada.

Pawg Neeg Saib Xyuas Kev Noj Qab Haus Huv Hauv Ntiaj Teb ntawm Tus Kab Mob Kab Mob (ICTV) pom tias tam sim no muaj 9,110 hom kab mob sib cais hauv ntiaj teb, tab sis qhov no pom tseeb yog ib feem me me ntawm lawv tag nrho. Qhov no yog ib feem ntawm qhov tseeb tias qhov kev faib tawm ntawm cov kab mob yav dhau los xav tau cov kws tshawb fawb los cog cov kab mob hauv cov kab mob hauv lub cev lossis nws cov hlwb; Cov txheej txheem no yog siv sijhawm ntev thiab qee zaum zoo li tsis muaj tseeb.

Qhov thib ob yog vim li cas nyob rau hauv cov chav kawm ntawm kev tshawb fawb kev tshawb fawb, qhov tseem ceeb yog nrhiav tau cov kab mob uas ua rau cov kab mob nyob rau hauv tib neeg los yog nyob rau hauv lwm yam kab mob nyob rau hauv tej yam muaj nuj nqis rau tib neeg, piv txwv li, nws txhawj xeeb txog cov tsiaj txhu thiab cov qoob loo.

Txawm li cas los xij, raws li covid-19 kis thoob qhov txhia chaw tau ceeb toom rau peb, nws yog ib qho tseem ceeb uas yuav tsum tau kawm txog cov kab mob uas kis tau los ntawm ib tus tswv tsev mus rau lwm tus, thiab qhov no yog qhov kev hem thawj rau tib neeg, nrog rau cov tsiaj hauv tsev lossis cov qoob loo.

Ntau xyoo dhau los, tus naj npawb ntawm cov kab mob paub tau nce siab vim kev txhim kho hauv kev tshawb nrhiav thev naus laus zis, thiab tseem yog vim muaj kev hloov pauv tsis ntev los no hauv cov cai rau kev txheeb xyuas cov kab mob tshiab, uas ua rau nws tuaj yeem tshawb xyuas cov kab mob yam tsis tas yuav cog qoob loo nrog. lub cev muaj zog.

Ib txoj hauv kev zoo tshaj plaws yog metagenomics. Nws tso cai rau cov kws tshawb fawb los sau cov qauv ntawm cov genomes los ntawm ib puag ncig yam tsis tas yuav cog qoob loo. Cov thev naus laus zis tshiab xws li kev sib txuas tus kab mob tau ntxiv cov npe kab mob ntxiv rau hauv daim ntawv teev npe, suav nrog qee qhov uas xav tsis thoob tab sis tseem muaj ntau qhov zais ntawm cov kws tshawb fawb.

"Tam sim no yog lub sijhawm zoo los ua qhov kev tshawb fawb no," Maya Brightbart hais. - Kuv xav tias nyob rau hauv ntau txoj kev tam sim no yog lub sij hawm rau lub virome [virome - sau ntawm tag nrho cov kab mob uas yog yam ntxwv ntawm ib tug neeg kab mob - approx. Transl.]".

Xyoo 2020 ib leeg, ICTV tau ntxiv 1,044 hom kab mob tshiab rau nws cov npe kab mob, nrog ntau txhiab tus kab mob tseem tos cov lus piav qhia thiab txog tam sim no tsis muaj npe. Qhov tshwm sim ntawm ntau yam genomes no ua rau cov kws tshawb fawb virologists rov xav txog txoj hauv kev uas cov kab mob raug cais tawm thiab pab qhia meej txog cov txheej txheem ntawm lawv cov evolution. Muaj pov thawj muaj zog tias cov kab mob tsis yog los ntawm ib qho chaw, tab sis tshwm sim ntau zaus.

Txawm li cas los xij, qhov tseeb ntawm cov neeg kis kab mob thoob ntiaj teb tsis paub ntau, raws li tus kws kho mob virologist Jens Kuhn ntawm US National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) hauv Fort Detrick, Maryland: "Peb yeej tsis muaj lub tswv yim tias yuav muaj mus ntxiv."

Txhua qhov chaw thiab txhua qhov chaw

Txhua tus kab mob muaj ob lub zog: thawj zaug, lub genome ntawm txhua tus kab mob yog nyob rau hauv lub tsho tiv no protein, thiab, qhov thib ob, txhua tus kab mob siv cov kab mob txawv teb chaws - nws yog txiv neej, kab laug sab lossis tsob nroj - rau lub hom phiaj ntawm nws cov kev tsim tawm. Tab sis muaj ntau qhov kev hloov pauv hauv cov txheej txheem dav dav no.

Piv txwv li, cov kab mob circoviruses me me tsuas muaj ob lossis peb lub noob, thaum cov mimiviruses loj, uas loj dua qee cov kab mob, muaj ntau pua cov noob.

Piv txwv li, muaj cov kab mob bacteriophages uas zoo ib yam li cov cuab yeej rau tsaws rau lub hli - cov bacteriophages no kis cov kab mob. Thiab, ntawm chav kawm, niaj hnub no txhua leej txhua tus paub txog cov killer balls studded nrog pos, cov dluab ntawm uas tam sim no mob heev paub, tej zaum, rau txhua leej txhua tus nyob rau hauv lub teb chaws ntawm lub ntiaj teb no. Thiab cov kab mob kuj muaj cov yam ntxwv no: ib pawg ntawm cov kab mob khaws lawv cov genome nyob rau hauv daim ntawv ntawm DNA, thaum lwm yam - nyob rau hauv daim ntawv ntawm RNA.

Muaj txawm tias tus kab mob bacteriophage siv lwm cov tsiaj ntawv caj ces, nyob rau hauv uas nitrogenous puag A nyob rau hauv canonical ACGT system yog hloov los ntawm lwm molecule uas xaiv los ntawm tsab ntawv Z [tsab ntawv A stands rau nitrogenous puag "adenine", uas yog ib feem ntawm nucleic. acids (DNA thiab RNA); ACGT- nitrogenous bases uas tsim DNA, uas yog: A - adenine, C - cytosine, G - guanine, T - thymine, - kwv yees. txhais.].

Cov kab mob no muaj thoob plaws thiab tsis zoo uas lawv tuaj yeem tshwm sim txawm tias cov kws tshawb fawb tsis nrhiav lawv. Yog li, piv txwv li, Frederik Schulz tsis tau npaj siab kawm cov kab mob txhua, nws thaj tsam ntawm kev tshawb fawb txog kev tshawb fawb yog cov kab ke ntawm cov genomes los ntawm cov dej khib nyiab. Raws li cov tub ntxhais kawm tiav hauv University of Vienna, Schultz tau siv metagenomics los nrhiav cov kab mob hauv xyoo 2015. Nrog rau txoj hauv kev no, cov kws tshawb fawb cais DNA los ntawm ntau yam kab mob, zom lawv rau hauv me me, thiab ua raws lawv. Tom qab ntawd lub khoos phis tawj program sib sau cov genomes ntawm cov khoom no. Cov txheej txheem no yog reminiscent ntawm assembling ob peb puas puzzles ib zaug los ntawm nyias fragments sib xyaw ua ke.

Ntawm cov kab mob genomes, Schultz tsis tuaj yeem pab tab sis pom ib qho loj ntawm cov kab mob genome (tshwj xeeb vim tias cov chunk no muaj cov kab mob viral), uas suav nrog 1.57 lab lub hauv paus khub. Tus kab mob genome no tau dhau los ua tus loj heev, nws yog ib feem ntawm cov kab mob, uas nws cov tswv cuab yog cov kab mob loj heev ob qho tib si hauv genome loj thiab qhov loj me (feem ntau yog 200 nanometers lossis ntau dua hauv txoj kab uas hla). Tus kab mob no kis tau amoebas, algae thiab lwm yam protozoa, yog li cuam tshuam rau cov dej hauv dej, nrog rau cov ecosystems hauv av.

Frederick Schultz, tam sim no tus kws kho mob microbiologist ntawm US Department of Energy's Joint Genome Institute hauv Berkeley, California, tau txiav txim siab los nrhiav cov kab mob cuam tshuam hauv cov ntaub ntawv metagenomic. Xyoo 2020, hauv lawv tsab xov xwm, Schultz thiab nws cov npoj yaig tau piav qhia ntau dua ob txhiab genomes los ntawm pab pawg uas muaj cov kab mob loj heev. Nco qab tias yav dhau los, tsuas yog 205 cov genomes tau suav nrog hauv cov ntaub ntawv tshaj tawm.

Tsis tas li ntawd, virologists kuj yuav tsum tau saib hauv tib neeg lub cev hauv kev tshawb nrhiav hom tshiab. Tus kws paub txog kab mob bioinformatics Luis Camarillo-Guerrero, ua ke nrog cov npoj yaig los ntawm Senger Institute hauv Hinkston (UK), tau tshuaj xyuas tib neeg cov hnyuv metagenomes thiab tsim cov ntaub ntawv muaj ntau dua 140,000 hom kab mob bacteriophage. Ntau tshaj li ib nrab ntawm lawv tsis paub txog science.

Cov kws tshawb fawb 'kev tshawb fawb sib koom ua ke, luam tawm thaum Lub Ob Hlis, sib txuam nrog lwm cov kws tshawb fawb' tshawb pom tias ib qho ntawm cov kab mob feem ntau uas kis kab mob hauv tib neeg lub plab yog ib pab pawg hu ua crAssphage (npe npe tom qab qhov kev sib koom ua ke uas pom nws hauv 2014). Txawm hais tias muaj ntau cov kab mob uas sawv cev hauv pab pawg no, cov kws tshawb fawb paub me ntsis txog cov kab mob ntawm pawg no koom nrog tib neeg microbiome, hais tias Camarillo-Guerrero, uas tam sim no ua haujlwm rau DNA sequencing tuam txhab Illumina (Illumina nyob hauv Cambridge, UK).

Metagenomics tau tshawb pom ntau tus kab mob, tab sis tib lub sijhawm, metagenomics tsis quav ntsej ntau tus kab mob. Hauv cov kab mob metagenomes, cov kab mob RNA tsis tau ua tiav, yog li tus kws kho mob microbiologist Colin Hill ntawm Irish National University hauv Cork, Ireland, thiab nws cov npoj yaig tau tshawb nrhiav lawv hauv RNA databases hu ua metatranscripts.

Cov kws tshawb fawb feem ntau xa mus rau cov ntaub ntawv no thaum kawm cov noob hauv cov pejxeem, piv txwv li. cov noob uas nquag hloov mus rau hauv tub txib RNA [tus tub txib RNA (los yog mRNA) kuj hu ua tub txib RNA (mRNA) - kwv yees. txhais.] koom nrog hauv kev tsim cov protein; tab sis cov genomes ntawm cov kab mob RNA kuj tuaj yeem pom muaj nyob ntawd. Siv cov txheej txheem kev suav los rho tawm cov kab ke los ntawm cov ntaub ntawv, pab pawg tau pom 1,015 tus kab mob genomes hauv metatrancryptomes los ntawm cov qauv av thiab dej. Ua tsaug rau kev ua haujlwm ntawm cov kws tshawb fawb, cov ntaub ntawv ntawm cov kab mob paub tau nce ntxiv tom qab tsuas yog ib tsab xov xwm tshwm sim.

Ua tsaug rau cov txheej txheem no, nws muaj peev xwm ua kom yuam kev sau cov genomes uas tsis muaj nyob hauv qhov xwm txheej, tab sis txhawm rau tiv thaiv qhov no, cov kws tshawb fawb tau kawm siv txoj hauv kev tswj. Tab sis muaj lwm yam tsis muaj zog thiab. Piv txwv li, nws yog ib qho nyuaj heev los cais qee hom kab mob uas muaj ntau yam caj ces, vim nws nyuaj rau cov khoos phis tawj khoos phis tawj los ua ke sib faib cov noob sib txawv.

Lwm txoj hauv kev yog txhawm rau txheeb xyuas txhua tus kab mob genome cais, raws li tau ua los ntawm microbiologist Manuel Martinez-Garcia ntawm University of Alicante hauv Spain. Tom qab hla dej hiav txwv los ntawm cov ntxaij lim dej, nws cais qee cov kab mob tshwj xeeb, nthuav dav lawv cov DNA thiab tau mus ua ke.

Tom qab thawj zaug sim, nws pom 44 genomes. Nws muab tawm hais tias ib tug ntawm lawv yog ib hom ntawm ib qho ntawm feem ntau cov kab mob nyob rau hauv dej hiav txwv. Tus kab mob no muaj qhov sib txawv ntawm cov noob caj noob ces zoo li no (piv txwv li, cov kab mob caj ces ntawm nws cov kab mob kis tau sib txawv hauv cov kab mob sib txawv) uas nws cov genome tsis tau tshwm sim hauv kev tshawb fawb metagenomics. Cov kws tshawb fawb tau hu nws "37-F6" vim nws qhov chaw nyob ntawm chav kuaj zaub mov. Txawm li cas los xij, Martinez-Garcia tso dag, muab lub peev xwm ntawm genome los nkaum hauv qhov pom tseeb, nws yuav tsum muaj npe 007 tom qab tus neeg sawv cev super James Bond.

Tsev neeg tsob ntoo ntawm cov kab mob

Cov kab mob dej hiav txwv zoo li no, tsis pub leej twg paub li James Bond, tsis muaj lub npe Latin, zoo li feem ntau ntawm ntau txhiab tus kab mob kis tau pom nyob rau xyoo kaum xyoo dhau los uas siv metagenomics. Cov kab mob genomic no ua rau cov lus nug nyuaj rau ICTV: Puas yog ib qho genome txaus los sau npe tus kab mob? Txog rau xyoo 2016, cov kev txiav txim hauv qab no tau muaj: yog tias cov kws tshawb fawb tau thov ib yam tshiab ntawm tus kab mob lossis pawg neeg sau se rau ICTV, tom qab ntawd, tsis tshua muaj kev zam, nws yuav tsum tau muab rau hauv kab lis kev cai tsis yog tus kab mob no nkaus xwb, tab sis kuj yog tus tswv tsev. Tab sis xyoo 2016, tom qab kev sib cav sib ceg hnyav, virologists pom zoo tias ib qho genome yuav txaus.

Cov ntawv thov rau cov kab mob tshiab thiab pab pawg kab mob tau pib tuaj txog. Tab sis kev hloov pauv kev sib raug zoo ntawm cov kab mob no qee zaum tseem tsis meej. Virologists feem ntau faib cov kab mob raws li lawv cov duab (piv txwv li, "ntev", "nyias", "lub taub hau thiab tus Tsov tus tw") lossis raws li lawv cov genomes (DNA lossis RNA, ib zaug lossis ob zaug tso tseg), tab sis cov khoom no qhia rau peb xav tsis thoob. txog lawv tej keeb kwm. Piv txwv li, cov kab mob uas muaj ob-stranded DNA genomes tshwm sim los ntawm tsawg kawg yog plaub qhov sib txawv.

Thawj qhov kev faib tawm ntawm ICTV cov kab mob (uas txhais tau hais tias tsob ntoo ntawm cov kab mob thiab tsob ntoo ntawm cov cellular lub neej muaj nyob sib cais los ntawm ib leeg) suav nrog tsuas yog cov theem qis ntawm cov evolutionary hierarchy, xws li hom thiab genera mus rau qib uas, raws li cov lus qhia. Kev faib tawm ntawm lub neej multicellular, sib npaug rau primates lossis conifers. Tsis muaj qib siab ntawm evolutionary hierarchy ntawm cov kab mob. Thiab ntau tsev neeg tus kab mob muaj nyob hauv kev sib cais, tsis muaj kev sib txuas nrog lwm hom kab mob. Yog li, xyoo 2018, ICTV tau ntxiv cov kev txiav txim siab dua los faib cov kab mob: cov chav kawm, hom thiab thaj chaw.

Nyob rau sab saum toj ntawm kev faib cov kab mob ICTV muab cov pab pawg hu ua "realms" (realms), uas yog cov analogs ntawm "domains" rau cellular life forms (bacteria, archaea thiab eukaryotes), i.e. ICTV siv lo lus sib txawv kom paub qhov txawv ntawm ob tsob ntoo. (Ob peb xyoos dhau los, qee cov kws tshawb fawb tau hais tias qee tus kab mob tuaj yeem haum rau tsob ntoo ntawm cov cellular life forms; tab sis lub tswv yim no tsis tau txais kev pom zoo dav.)

ICTV tau piav qhia txog cov ceg ntoo ntawm tus kab mob thiab muab cov kab mob RNA rau thaj tsam hu ua Riboviria; Los ntawm txoj kev, ib feem ntawm thaj chaw no yog tus kab mob SARS-CoV-2 thiab lwm tus kabmob coronaviruses, uas nws cov genomes yog ib leeg-stranded RNAs. Tab sis tom qab ntawd lub zej zog loj ntawm virologists yuav tsum tau tshaj tawm cov pab pawg neeg taxonomic ntxiv. Nws tsuas yog tshwm sim uas Eugene Koonin tus kws tshawb fawb txog biologist ntawm National Center for Biotechnology Information hauv Bethesda, Maryland, tau sau ib pab pawg kws tshawb fawb los ua thawj txoj hauv kev los txheeb xyuas cov kab mob. Txog qhov kawg no, Kunin tau txiav txim siab los tshuaj xyuas tag nrho cov kab mob kis kab mob, nrog rau cov txiaj ntsig ntawm kev tshawb fawb ntawm cov kab mob kis kab mob.

Lawv tau rov txhim kho thaj av Riboviria thiab npaj peb thaj av ntxiv. Muaj kev tsis sib haum xeeb txog qee cov ntsiab lus, Kunin tau hais tias, tab sis xyoo 2020 kev teeb tsa tau pom zoo los ntawm ICTV cov tswv cuab yam tsis muaj teeb meem ntau. Ob lub tebchaws ntxiv tau muab lub teeb ntsuab rau xyoo 2021, raws li Kunin, tab sis plaub qhov qub yuav nyob twj ywm qhov loj tshaj. Thaum kawg, Kunin qhia, tus naj npawb ntawm thaj chaw tuaj yeem siab txog 25.

Tus lej no lees paub qhov tsis txaus ntseeg ntawm ntau tus kws tshawb fawb: cov kab mob tsis muaj cov poj koob yawm txwv. Kunin hais tias "Tsis muaj ib tus xeeb ntxwv rau txhua tus kab mob," "Nws tsuas yog tsis muaj nyob." Qhov no txhais tau hais tias cov kab mob yuav tshwm sim ntau zaus thoob plaws hauv keeb kwm ntawm lub neej hauv ntiaj teb. Yog li, peb tsis muaj laj thawj hais tias cov kab mob tsis tuaj yeem tshwm sim dua. "Cov kab mob tshiab tau tshwm sim tas li," hais tias virologist Mart Krupovic ntawm Lub Tsev Haujlwm Pasteur hauv Paris, uas tau koom nrog hauv ICTV qhov kev txiav txim siab thiab kev tshawb fawb ua haujlwm ntawm pawg Kunin ntawm kev ua haujlwm.

Virologists muaj ntau qhov kev xav txog qhov ua rau thaj tsam. Tej zaum lub hauv paus pib los ntawm kev ywj pheej ntawm caj ces thaum kaj ntug ntawm lub neej hauv ntiaj teb, txawm tias ua ntej cov hlwb tsim. Los yog tej zaum lawv tau tso tag nrho cov hlwb, "tshem tawm" los ntawm lawv, tso tseg feem ntau ntawm cov xovtooj ntawm tes kom tswj tau lawv lub neej ntawm qhov tsawg kawg nkaus. Kunin thiab Krupovich yog nyob rau hauv kev pom zoo ntawm hybrid hypothesis, raws li cov thawj noob caj noob ces "tshem" cov genetic khoom los ntawm lub xovtooj ntawm tes nyob rau hauv thiaj li yuav tsim cov kab mob. Txij li thaum muaj ntau qhov kev xav txog keeb kwm ntawm cov kab mob, nws yog qhov ua tau tias muaj ntau txoj hauv kev ntawm lawv cov tsos, hais tias tus kws kho mob virologist Jens Kuhn, uas ua haujlwm ntawm ICTV pawg neeg ntawm kev thov rau kev hloov kho tshiab ntawm cov kab mob.

Txawm tias muaj tseeb hais tias tus kab mob thiab cellular ntoo yog txawv, lawv ceg tsis tsuas yog kov, tab sis kuj pauv noob. Yog li qhov twg yuav tsum tau cais cov kab mob - animate lossis inanimate? Cov lus teb nyob ntawm seb koj txhais li cas " ciaj sia". Ntau tus kws tshawb fawb tsis xav tias tus kab mob no yog ib qho muaj sia nyob, thaum lwm tus tsis pom zoo. "Kuv nyiam ntseeg tias lawv tseem ciaj sia," hais tias tus kws tshawb fawb bioinformatics Hiroyuki Ogata, uas tab tom tshawb nrhiav cov kab mob ntawm Kyoto University hauv Nyij Pooj. "Lawv hloov zuj zus, lawv muaj cov khoom siv caj ces ua los ntawm DNA thiab RNA. Thiab lawv yog ib qho tseem ceeb heev nyob rau hauv evolution ntawm tag nrho cov muaj sia nyob."

Kev faib tawm tam sim no tau txais dav thiab sawv cev rau thawj qhov kev sim ua kom dav dav ntau yam kab mob, txawm hais tias qee tus kws kho mob ntseeg tias nws yog qhov tsis tseeb. Ib lub kaum ob ntawm tsev neeg tus kab mob tseem tsis muaj kev cuam tshuam nrog txhua lub tebchaws. "Xov xwm zoo yog tias peb tab tom sim ua kom tsawg kawg qee qhov kev txiav txim siab no," ntxiv rau tus kws kho microbiologist Manuel Martinez-Garcia.

Lawv hloov lub ntiaj teb no

Tag nrho cov kab mob loj nyob hauv lub ntiaj teb yog sib npaug rau 75 lab xiav whales. Cov kws tshawb fawb ntseeg tau tias cov kab mob cuam tshuam rau cov zaub mov webs, ecosystems thiab txawm tias huab cua ntawm peb ntiaj chaw. Raws li tus kws tshaj lij ntawm virology ib puag ncig Matthew Sullivan ntawm Ohio State University ntawm Columbus, cov kws tshawb fawb tab tom nrhiav pom cov kab mob tshiab ntxiv, nrog cov kws tshawb fawb "poob qhov tsis paub txog txoj hauv kev uas cov kab mob cuam tshuam ncaj qha rau ecosystems." Cov kws tshawb fawb tab tom sim ntsuas qhov kis tus kab mob no.

Hiroyuki Ogata hais tias "Lub sijhawm tam sim no peb tsis muaj kev piav qhia yooj yim rau qhov tshwm sim tshwm sim,"

Hauv ntiaj teb cov dej hiav txwv, cov kab mob tuaj yeem tawm hauv lawv cov microbes, tso cov pa roj carbon monoxide, uas yuav rov ua dua los ntawm lwm cov tsiaj uas noj cov kab mob sab hauv ntawm cov microbes thiab tom qab ntawd tso carbon dioxide. Tab sis tsis ntev los no, cov kws tshawb fawb kuj tau xaus lus tias cov hlwb tawg feem ntau clump thiab dab dej mus rau hauv qab ntawm lub ntiaj teb dej hiav txwv, khi cov pa roj carbon monoxide los ntawm huab cua.

Melting permafrost ntawm thaj av yog lub hauv paus tseem ceeb ntawm kev tsim cov pa roj carbon monoxide, Matthew Sullivan tau hais tias, thiab cov kab mob tshwm sim los pab tso cov pa roj carbon monoxide tawm hauv ib puag ncig. Xyoo 2018, Sullivan thiab nws cov npoj yaig tau piav qhia txog 1,907 tus kab mob genomes thiab lawv cov khoom tawg tau khaws cia thaum lub sij hawm thawing ntawm permafrost hauv Sweden, suav nrog cov noob rau cov proteins uas tuaj yeem cuam tshuam rau cov txheej txheem ntawm kev lwj ntawm cov pa roj carbon monoxide thiab, tej zaum, cov txheej txheem ntawm lawv hloov mus rau hauv tsev cog khoom gases..

Cov kab mob tuaj yeem cuam tshuam rau lwm yam kab mob (piv txwv li, hloov lawv cov genomes). Piv txwv li, cov kab mob nqa cov noob rau tshuaj tua kab mob los ntawm ib tus kab mob mus rau lwm tus, thiab cov tshuaj tiv thaiv kab mob thaum kawg yuav yeej. Raws li Luis Camarillo-Guerrero, dhau sij hawm, xws li cov noob pauv tuaj yeem ua rau muaj kev hloov pauv loj hauv cov neeg tshwj xeeb - thiab tsis yog hauv cov kab mob xwb. Yog li, raws li qee qhov kev kwv yees, 8% ntawm tib neeg DNA yog tus kab mob kis. Yog li, piv txwv li, nws yog los ntawm tus kab mob uas peb cov poj koob yawm txwv mammalian tau txais cov noob tsim nyog rau kev loj hlob ntawm cov placenta.

Cov kws tshawb fawb yuav xav tau ntau dua li lawv cov genomes los daws ntau cov lus nug txog tus cwj pwm ntawm cov kab mob. Nws tseem yog qhov tsim nyog los nrhiav tus tswv tsev ntawm tus kab mob. Hauv qhov no, cov ntaub ntawv pov thawj tuaj yeem khaws cia rau hauv tus kab mob nws tus kheej: tus kab mob, piv txwv li, tuaj yeem muaj ib feem ntawm tus tswv tsev cov khoom siv caj ces hauv nws tus kheej genome.

Tus kws kho mob microbiologist Manuel Martinez-Garcia thiab cov npoj yaig tau siv ib leeg-cell genomics los txheeb xyuas cov kab mob uas muaj tus kab mob 37-F6 tsis ntev los no. Tus tswv tsev ntawm tus kab mob no yog tus kab mob Pelagibacter, uas yog ib qho ntawm cov kab mob loj tshaj plaws thiab muaj ntau haiv neeg marine. Hauv qee thaj tsam ntawm lub ntiaj teb cov dej hiav txwv, Pelagibacter suav txog yuav luag ib nrab ntawm tag nrho cov hlwb uas nyob hauv nws cov dej. Yog tias tus kab mob 37-F6 tam sim ntawd ploj mus, Martinez-Garcia txuas ntxiv, lub neej ntawm cov kab mob hauv dej yuav cuam tshuam loj heev.

Cov kws tshawb fawb yuav tsum paub seb nws hloov pauv nws tus tswv tsev li cas kom tau txais daim duab tiav ntawm qhov cuam tshuam ntawm tus kab mob tshwj xeeb, piav qhia txog kev hloov pauv ecologist Alexandra Worden ntawm Ocean Science Center. Helmholtz (GEOMAR) hauv Kiel, Lub Tebchaws Yelemees. Warden tab tom kawm cov kab mob loj heev uas nqa cov noob rau cov fluorescent protein hu ua rhodopsin.

Raws li txoj cai, cov noob no tseem tuaj yeem muaj txiaj ntsig zoo rau cov kab mob hauv lub cev, piv txwv li, rau lub hom phiaj xws li hloov lub zog lossis xa cov cim, tab sis qhov tseeb no tseem tsis tau lees paub. Txhawm rau kom paub tias muaj dab tsi tshwm sim rau cov noob rhodopsin, Alexandra Vorden npaj yuav cog cov kab mob hauv lub cev (tus tswv tsev) ua ke nrog tus kab mob txhawm rau txhawm rau kawm txog cov txheej txheem ntawm kev ua haujlwm ntawm khub no (tus tswv tsev-tus kab mob), koom ua ke rau hauv ib qho kev ua haujlwm. - "virocell".

"Nws tsuas yog los ntawm cov kab mob ntawm tes uas koj tuaj yeem qhia qhov tseeb lub luag haujlwm ntawm qhov tshwm sim no thiab nws cuam tshuam li cas rau lub voj voog carbon," Warden hais ntxiv.

Ntawm nws lub tsev hauv Florida, Maya Brightbart tsis tau cog cov kab mob sib cais los ntawm kab laug sab Gasteracantha cancriformis, tab sis nws tau tswj hwm kom kawm ib yam lossis ob qho ntawm lawv. Ob tus kab mob tsis paub yav dhau los pom nyob rau hauv cov kab laug sab no yog cov pab pawg uas Brightbart tau piav qhia tias yog "tsim nyog" - thiab tag nrho vim yog lawv cov genomes me me: thawj encodes cov noob rau lub tsho tiv no protein, qhov thib ob - cov noob rau cov protein ntau dua.

Txij li thaum ib qho ntawm cov kab mob no tsuas muaj nyob rau hauv kab laug sab lub cev, tab sis tsis nyob rau hauv nws ob txhais ceg, Brightbart ntseeg hais tias qhov tseeb nws txoj hauj lwm yog kis tus tsiaj, uas yog tom qab noj los ntawm kab laug sab. Tus kab mob thib ob tuaj yeem pom muaj nyob hauv ntau thaj chaw ntawm kab laug sab lub cev - hauv lub clutch ntawm qe thiab cov xeeb ntxwv - yog li Brightbart ntseeg tias tus kab mob no kis tau los ntawm niam txiv mus rau cov xeeb ntxwv. Raws li Brightbart, tus kab mob no tsis muaj teeb meem rau kab laug sab.

Yog li cov kab mob yog "qhov yooj yim nrhiav tau," Maya Brightbart hais. Nws yog qhov nyuaj dua los txiav txim siab txog cov txheej txheem uas cov kab mob cuam tshuam rau lub neej voj voog thiab ecology ntawm tus tswv tsev kab mob. Tab sis ua ntej, virologists yuav tsum teb ib qho ntawm cov lus nug nyuaj tshaj plaws, Brightbart ceeb toom peb: "Yuav ua li cas peb thiaj paub qhov twg los tshawb xyuas thaum pib?"