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科学家们在我国青藏高原冰川中发现了以前从未
来源:互联网发布时间:2020-02-14 02:16

科学家们在我国青藏高原冰川中发现了以前从未见过的古老病毒

1.5万年前,一些水在青藏高原上结冰,成为冰川的一部分。当人类忙于驯养狗时,每平方英寸的冰块封住了数百万个微生物。许多微小的生命形式死亡了,它们的基因组---证实它们曾在那里存在的唯一证据---缓慢地降解。在2015年,来自美国和中国的研究人员往冰川下钻了50米,看看他们能发现什么。
5年后,这些研究人员发现了证据表明冰川冰(glacier ice)中存在古老病毒,包括28种新的病毒属。相关研究结果发表在预印本服务器bioRxiv上,论文标题为“Glacier ice archives fifteen-thousand-year-old viruses”。


图片来自bioRxiv, 2020, doi:10.1101/2020.01.03.894675。



古代微生物的记录,比如在冰川冰中发现的古代微生物,使得科学家们可以了解地球的进化和气候史。当我们的星球经历气候变化时,这些冻存记录可以帮助人们预测哪些微生物将生存,以及由此产生的环境将是什么样。
这些作者在这篇论文中写道,“冰川冰中蕴藏着许多微生物,但尚未探究相关病毒及其对冰微生物组(ice microbiome)的影响。”论文共同作者Lonnie Thompson在电子邮件中说道,他们拒绝对这篇论文发表评论,这是因为它尚未经过同行评审,不过“这对我们来说是一个激动人心的新研究领域”。
美国鲍林格林州立大学教授Scott O. Rogers说,在称为冰芯(ice core)的冰川样本中发现的震东菏泽棋牌病毒由于数量较少而尤其存在研究不足的问题。Rogers也是书籍《解冻代微生物:在一个更温暖的世界中出现的基因组(Defrosting Ancient Microbes: Emerging Genomes in a Warmer World)》的作者。
Rogers说,“生物量是如此之低,以至于你从外部污染它的任何生物的浓度都要比冰核内部的任何生物高得多。去污染极其重要,不然你得到的仅是垃圾。”
根据这项研究,在钻取、处理或运输冰芯时,没有特殊的处理程序可用来避免污染。这项研究的一个关键特征是设计和测试一个三步骤过程来移除这些表面污染物。在-5oC的房间中,这些研究人员使用带锯从圆柱形冰块的圆周刮去0.5厘米。之后,他们将冰块洗了两次,先用乙醇洗,然后用水洗。
这些研究人员通过用细菌、病毒和遗传物质覆盖无菌冰芯块的表面来测试这种三步骤过程。在所有情况下,这种过程均成功清除了这些覆盖的污染物。
在将这种三步骤过程应用于来自青藏高原的两个冰芯之后,这些研究人员使用了微生物学技术来记录沉积在冰川冰中的剩余遗传信息。他们发现了属于33种不同病毒属的遗传信息,其中28种是全新的。
法国国家科学研究中心(CNRS)环境病毒学研究员Chantal Abergel说,其中的几十种病毒以前从未被发现,这并不足为奇。她说,“我们还远远没有对地球上所有的病毒进行采样。”
但是人为气候变化的影响可能使得科学家们无法发现冰川冰中保存的许多古老病毒。根据这项研究,温度升高导致世界各地的冰川萎缩,并释放出被困了几万到数十万年的细菌和病毒。
这些作者写道,“至少,这可能导致细菌和病毒档案的丢失,这些档案可以对过去的地球气候状况进行诊断和提供信息;但是,在最坏的情况下,这种冰川融化可能会将病原体释放到环境中。”
这种最糟糕的情况似乎在2016年成为现实,当时西伯利亚爆发了炭疽热,杀死了2000多头驯鹿,并让96人住院。荟聚牌坊棋牌炭疽芽孢可以存活数年,据信这次疫情是由于永冻层的融化让一具感染了这种细菌的鹿尸解冻而引起的。
冰冻的病毒可能会引起类似的问题:Abergel和她的丈夫领导的一个研究团队从永冻层中复活了一种具有30000年历史的巨病毒(giant virus),并发现这种病毒仍可感染它的靶标:单细胞变形虫。她说,古代病毒重新复活是一个问题,但是人们不应该变得过于多疑,这是因为病毒“无处不在”,而且许多病毒对细菌的威胁比人类更严重。
Roger提出了一种更可怕的看法。在他的《解冻代微生物:在一个更温暖的世界中出现的基因组》书籍的一章中,他和他的合著者描述了与冰川冰研究有关的病原体、危害和危险。他们写道:“包裹在冰中的危险是真实的,并且随着全球冰融化的增加,致病性微生物释放的风险也在增加。”(生物谷 Bioon.com)
参考资料:
1.Zhi-Ping Zhong et al. Glacier ice archives fifteen-thousand-year-old viruses. bioRxiv, 2020, doi:10.1101/2020.01.03.894675.
2.Scientists Found Ancient, Never-Before-Seen Viruses in a Glacier
https://www.vice.com/en_us/article/pkebx9/scientists-found-ancient-never-before-seen-viruses-in-a-glacier
3.Thawing Siberian permafrost soil risks rise of anthrax and prehistoric 天平棋牌 diseases
https://www.telegraph.co.uk/global-health/climate-and-people/thawing-siberian-permafrost-soil-risks-rise-anthrax-prehistoric/
4.1,500 reindeer dead, 40 humans hospitalized amid anthrax outbreak in Siberia
https://www.vice.com/en_us/article/43mex3/reindeer-dead-humans-hospitalized-anthrax-outbreak-russia-siberia
5.Matthieu Legendre et al. Thirty-thousand-year-old distant relative of giant icosahedral DNA viruses with a pandoravirus morphology. PNAS, 2014, doi:10.1073/pnas.1320670111.


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