15.000 Jahre alte Viren in tibetischen Gletschern entdeckt – dem Menschen bisher unbekannt

Die Studie ergab, dass die meisten Viren dem Menschen zuvor nicht bekannt waren.

Wissenschaftler, die Gletschereis untersuchen, haben in zwei Eisproben vom tibetischen Plateau in China Viren gefunden, die ungefähr 15.000 Jahre alt sind. Die meisten dieser Viren, die überlebt haben, weil sie eingefroren wurden, sehen nicht wie alle bisher katalogisierten Viren aus.

Die Ergebnisse wurden am 20. Juli 2021 in der Zeitschrift veröffentlicht Mikrobiom, Es könnte Wissenschaftlern helfen zu verstehen, wie sich Viren über Jahrhunderte entwickelt haben. In dieser Studie entwickelten Wissenschaftler auch eine neue, ultra-saubere Methode, um Mikroben und Viren in Eis zu analysieren, ohne es zu kontaminieren.

“Diese Gletscher bildeten sich allmählich, und neben Staub und Gasen wurden auch viele Viren in diesem Eis abgelagert”, sagte Zhi-Ping Zhong, Hauptautor der Studie und Forscher an der Ohio State University Bird Polar and Climate Research. Das Zentrum, das sich auch auf Mikrobiologie konzentriert. “Gletscher in Westchina sind nicht gut untersucht, und unser Ziel ist es, diese Informationen zu verwenden, um vergangene Umgebungen widerzuspiegeln. Und Viren sind Teil dieser Umgebungen.”

Forscher analysierten Eiskernproben, die 2015 von der Julia Giulia-Kappe in Westchina entnommen wurden. Kerne werden in großen Höhen gesammelt – Julia Peak, wo dieses Eis entstand, 22.000 Fuß über dem Meeresspiegel. Der Eiskern enthält Eisschichten, die sich Jahr für Jahr ansammeln und alles einfangen, was sich in der Atmosphäre um ihn herum befand, während jede Schicht gefriert. Diese Schichten bilden eine Zeitachse von Arten, die Wissenschaftler verwendet haben, um mehr über den Klimawandel, Mikroben, Viren und Gase im Laufe der Geschichte zu verstehen.

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Forscher stellten fest, dass das Eis etwa 15.000 Jahre alt war, indem sie eine Kombination aus traditionellen, neuen und innovativen Techniken verwendeten, um diesen Eiskern zu datieren.

Als sie das Eis analysierten, fanden sie die genetischen Codes von 33 Viren. Vier dieser Viren wurden bereits von der wissenschaftlichen Gemeinschaft identifiziert. Aber mindestens 28 davon sind neu. Ungefähr die Hälfte von ihnen schien überlebt zu haben, als sie nicht trotz des Eises, sondern wegen ihm gefroren waren.

Forscher stellten fest, dass das Eis etwa 15.000 Jahre alt war, indem sie eine Kombination aus traditionellen, neuen und innovativen Techniken verwendeten, um diesen Eiskern zu datieren.

Als sie das Eis analysierten, fanden sie die genetischen Codes von 33 Viren. Vier dieser Viren wurden bereits von der wissenschaftlichen Gemeinschaft identifiziert. Aber mindestens 28 davon sind neu. Ungefähr die Hälfte von ihnen schien überlebt zu haben, als sie nicht trotz des Eises, sondern wegen ihm gefroren waren.

Eiskern Julia Ice Cap

Eine neue Studie zeigt, dass Yao Tandong (links) und Lonnie Thompson (rechts) einen Eiskern bearbeiten, der 2015 im tibetischen Plateau von Julia Ice Cap gebohrt wurde. Bildnachweis: Mit freundlicher Genehmigung von Lonnie Thompson, Ohio State University

“Dies sind Viren, die in extremen Umgebungen gedeihen würden”, sagte Matthew Sullivan, Mitautor der Studie, Professor für Mikrobiologie an der Ohio State und Direktor des Ohio State Center for Microbiology. Diese Viren haben genetische Signaturen, die ihnen helfen, Zellen in kalten Umgebungen zu infizieren – nur surreale genetische Signaturen dafür, wie das Virus unter extremen Bedingungen überleben kann. هذه ليست توقيعات سهلة لسحبها ، والطريقة التي طورها Zhi-Ping لتطهير النوى ودراسة الميكروبات والفيروسات في الجليد يمكن أن تساعدنا في البحث عن هذه التسلسلات الجينية في البيئات الجليدية الشديدة الأخرى – المريخ ، على سبيل المثال ، القمر ، أو أقرب إلى الموطن في صحراء أتاكاما على Boden “.

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Viren teilen kein gemeinsames Gen, daher erfordert die Benennung eines neuen Virus – und der Versuch herauszufinden, wo es sich in der bekannten Virenszene befindet – mehrere Schritte. Um unbekannte Viren mit bekannten Viren zu vergleichen, vergleichen Wissenschaftler Gengruppen. Gensets bekannter Viren werden in wissenschaftlichen Datenbanken indiziert.

Diese Datenbankvergleiche zeigten, dass vier der in Guliya-Eisbohrkernen gefundenen Viren zuvor identifiziert worden waren und aus den Familien von Viren stammten, die häufig Bakterien infizieren. Forscher haben Viren in viel geringeren Konzentrationen gefunden als in Ozeanen oder Böden.

Die Analyse der Forscher zeigte, dass die Viren wahrscheinlich aus Böden oder Pflanzen und nicht aus Tieren oder Menschen stammten, basierend auf der Umwelt und Datenbanken bekannter Viren.

Die Erforschung von Viren in Gletschern ist relativ neu: Nur zwei frühere Studien haben Viren in altem Eis identifiziert. Der Bereich Wissenschaft wird mit dem Klimawandel immer wichtiger, sagte Lonnie Thompson, leitender Autor der Studie, ein angesehener Universitätsprofessor für Geowissenschaften an der Ohio State und leitender Forscher am Baird Center.

“Wir wissen sehr wenig über Viren und Mikroben in diesen rauen Umgebungen und was wirklich da ist”, sagte Thompson. “Dies zu dokumentieren und zu verstehen ist sehr wichtig: Wie reagieren Bakterien und Viren auf den Klimawandel? Was passiert, wenn wir von einer Eiszeit in eine Warmzeit übergehen, wie wir es jetzt sind?”

Referenz: „Glacier Archives of Nearly 15.000 Years of Microbes and Phagen“ von Zhi-Ping Zhong, Funing Tian, ​​​​Simon Roux, M. Consuelo Gazitúa, Natalie E. Solonenko, Yueh-Fen Li, Mary E. Davis und James L. Van Etten, Ellen Mosley-Thompson, Virginia I.Rich, Matthew B. Sullivan und Lonnie G. Thompson, 20. Juli 2021, Mikrobiom.
DOI: 10.1186 / s40168-021-01106-w

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Diese Studie war eine interdisziplinäre Anstrengung zwischen dem Baird Center in Ohio und seinem Microbiome Science Center. Die Julia-Eisproben von 2015 wurden im Rahmen eines Kooperationsprogramms zwischen dem Byrd Center for Polar and Climate Research und dem Tibetan Plateau Research Institute der Chinese Academy of Sciences gesammelt und analysiert, das von der US National Science Foundation und der Chinese Academy of Sciences finanziert wurde . . Die Finanzierung kam auch von der Gordon and Betty Moore Foundation und dem US-Energieministerium.

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