Nghiên cứu cho thấy hầu hết các loại virus trước đây chưa được con người biết đến.

Các nhà khoa học nghiên cứu băng hà đã tìm thấy vi rút có tuổi đời khoảng 15.000 năm trong hai mẫu băng lấy từ Cao nguyên Tây Tạng ở Trung Quốc. Hầu hết những vi-rút đó, tồn tại được vì chúng được giữ ở trạng thái đông lạnh, trông không có gì giống với bất kỳ vi-rút nào đã được xếp vào danh mục cho đến nay.

Kết quả được công bố trên tạp chí ngày 20 tháng 7 năm 2021 hệ vi sinh vật, Nó có thể giúp các nhà khoa học hiểu được virus đã phát triển như thế nào qua nhiều thế kỷ. Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học cũng đã nghĩ ra một phương pháp mới, siêu sạch để phân tích vi khuẩn và vi rút trong nước đá mà không làm ô nhiễm nó.

Zhi-Ping Zhong, tác giả chính của nghiên cứu và là nhà nghiên cứu tại Đại học bang Ohio, Mỹ, cho biết: “Những sông băng này dần dần hình thành, cùng với bụi và khí, nhiều loại virus cũng tích tụ trong lớp băng này. Trung tâm cũng tập trung vào vi sinh vật học. “Các sông băng ở miền tây Trung Quốc chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng và mục tiêu của chúng tôi là sử dụng thông tin này để phản ánh các môi trường trong quá khứ. Và vi rút là một phần của những môi trường đó.”

Các nhà nghiên cứu đã phân tích các mẫu lõi băng được lấy vào năm 2015 từ nắp Julia Giulia ở miền tây Trung Quốc. Các lõi được thu thập ở độ cao lớn – Đỉnh Julia, nơi khởi nguồn của lớp băng này, cao hơn mực nước biển 22.000 feet. Lõi băng chứa các lớp băng tích tụ năm này qua năm khác, giữ lại bất cứ thứ gì có trong bầu khí quyển xung quanh nó trong khi mỗi lớp đóng băng. Các lớp này tạo ra một dòng thời gian của các loài, mà các nhà khoa học đã sử dụng để hiểu thêm về biến đổi khí hậu, vi khuẩn, vi rút và khí trong suốt lịch sử.

Các nhà nghiên cứu xác định rằng lớp băng này đã có tuổi đời khoảng 15.000 năm bằng cách sử dụng kết hợp các kỹ thuật truyền thống, mới và sáng tạo để xác định niên đại của lõi băng này.

Khi phân tích lớp băng, họ đã tìm ra mã di truyền của 33 loại virus. Bốn trong số các loại virus này đã được xác định bởi cộng đồng khoa học. Nhưng ít nhất 28 trong số đó là mới. Khoảng một nửa trong số họ dường như đã sống sót sau thời gian bị đóng băng không phải mặc dù có băng, mà là do nó.

Các nhà nghiên cứu xác định rằng lớp băng này đã có tuổi đời khoảng 15.000 năm bằng cách sử dụng kết hợp các kỹ thuật truyền thống, mới và sáng tạo để xác định niên đại của lõi băng này.

Khi phân tích lớp băng, họ đã tìm ra mã di truyền của 33 loại virus. Bốn trong số các loại virus này đã được xác định bởi cộng đồng khoa học. Nhưng ít nhất 28 trong số đó là mới. Khoảng một nửa trong số họ dường như đã sống sót sau thời gian bị đóng băng không phải mặc dù có băng, mà là do nó.

Một nghiên cứu mới cho thấy Yao Tandong, trái và Lonnie Thompson, phải, đang xử lý một lõi băng được khoan từ Julia Ice Cap ở Cao nguyên Tây Tạng vào năm 2015. Nguồn: Hình ảnh lịch sự Lonnie Thompson, Đại học Bang Ohio

Matthew Sullivan, đồng tác giả của nghiên cứu, giáo sư vi sinh vật học tại bang Ohio và là giám đốc Trung tâm vi sinh học bang Ohio cho biết: “Đây là những loại virus có thể phát triển mạnh trong môi trường khắc nghiệt. Những vi-rút này có các dấu hiệu di truyền giúp chúng lây nhiễm các tế bào trong môi trường lạnh – chỉ là các dấu hiệu di truyền siêu thực về cách vi-rút có thể tồn tại trong điều kiện khắc nghiệt. Đây không phải là những dấu hiệu dễ dàng để thực hiện, và phương pháp mà Zhi-Ping đã phát triển để làm sạch lõi và nghiên cứu vi khuẩn và vi rút trong băng có thể giúp chúng ta tìm kiếm các chuỗi gen này trong các môi trường băng giá khắc nghiệt khác – sao Hỏa, chẳng hạn như Mặt trăng, hoặc gần nhà hơn ở sa mạc Atacama trên mặt đất “.

Vi rút không có chung một gen chung chung, vì vậy việc đặt tên cho một loại vi rút mới – và cố gắng tìm ra vị trí của nó trong bối cảnh vi rút đã biết – đòi hỏi nhiều bước. Để so sánh virus chưa biết với virus đã biết, các nhà khoa học so sánh các nhóm gen. Bộ gen của các loại virus đã biết được lập chỉ mục trong cơ sở dữ liệu khoa học.

Những so sánh cơ sở dữ liệu này cho thấy bốn trong số các loại vi rút được tìm thấy trong lõi băng Guliya đã được xác định trước đó và thuộc các họ vi rút thường lây nhiễm vi khuẩn. Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy vi rút ở nồng độ thấp hơn nhiều so với tìm thấy trong đại dương hoặc đất.

Phân tích của các nhà nghiên cứu cho thấy rằng vi rút có thể có nguồn gốc từ đất hoặc thực vật chứ không phải động vật hoặc con người, dựa trên cả môi trường và cơ sở dữ liệu của các loại vi rút đã biết.

Nghiên cứu về vi rút trong sông băng là tương đối mới: chỉ có hai nghiên cứu trước đây đã xác định được vi rút trong băng cổ. Lonnie Thompson, tác giả chính của nghiên cứu, giáo sư đại học danh tiếng về khoa học trái đất tại bang Ohio và là nhà khoa học nghiên cứu cấp cao tại Trung tâm Baird, cho biết lĩnh vực khoa học ngày càng trở nên quan trọng hơn với biến đổi khí hậu.

Thompson nói: “Chúng tôi biết rất ít về virus và vi khuẩn trong những môi trường khắc nghiệt này, và những gì thực sự ở đó. “Việc ghi chép và hiểu điều này là rất quan trọng: Vi khuẩn và vi rút phản ứng với biến đổi khí hậu như thế nào? Điều gì sẽ xảy ra khi chúng ta chuyển từ kỷ băng hà sang thời kỳ ấm áp như hiện nay?”

Tham khảo: “Kho lưu trữ sông băng về gần 15.000 năm vi khuẩn và phage” của Zhi-Ping Zhong, Funing Tian, ​​Simon Roux, M. Consuelo Gazitúa, Natalie E. Solonenko, Yueh-Fen Li, Mary E. Davis và James L. Van Etten, Ellen Mosley-Thompson, Virginia I.Rich, Matthew B. Sullivan và Lonnie G. Thompson, ngày 20 tháng 7 năm 2021, hệ vi sinh vật.
DOI: 10.1186 / s40168-021-01106-w

Nghiên cứu này là một nỗ lực liên ngành giữa Trung tâm Baird của Ohio và Trung tâm Khoa học Vi sinh vật của nó. Các mẫu băng Julia năm 2015 được thu thập và phân tích trong khuôn khổ chương trình hợp tác giữa Trung tâm Nghiên cứu Khí hậu và Địa cực Byrd và Viện Nghiên cứu Cao nguyên Tây Tạng thuộc Viện Khoa học Trung Quốc, do Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ và Viện Khoa học Trung Quốc tài trợ. . . Nguồn tài trợ cũng đến từ Quỹ Gordon and Betty Moore và Bộ Năng lượng Hoa Kỳ.