#эволюция
Замёрзшие во льдах: новые вирусы с вершин Тибетских гор
Исследуя образцы льда возрастом до 15 тыс. лет с тибетского ледника Гулия, биологи обнаружили в них генетические следы 33 родов вирусов, 28 из которых ранее не были известны науке. Результаты исследования опубликовал научный журнал Microbiome.
Ученые во главе с американским микробиологом Лонни Томпсоном исследовали ледяные керны – цилиндрические куски льда – с двух участков, расположенных на высоте 6710 и 6200 метров над уровнем моря. Во время формирования любых ледников на них из воздуха осаждаются частицы пыли, пыльцы, туда могут попасть и живые организмы – бактерии, а также вирусы. Также во льду могут оказаться и пузырьки с древним воздухом – его газовый состав в разное время мог отличаться. Именно поэтому микробиологи и изучают керн – благодаря этому можно узнать много подробностей о жизни, которая существовала на планете тысячи лет назад.
Благодаря тому, что Томпсон и его коллеги адаптировали методы генетического исследования, им удалось обнаружить во льду следы 33 родов вирусов. Жизни людей они не угрожают – в керне сохранились лишь фрагменты их ДНК, распространяться в таком виде вирусы не могут. 28 из них ранее не были известны науке. Ученые предполагают, что эти вирусы попали в лед из почвы или растений, но не от животных или людей.
Находка представляет собой отдельный научный интерес – кроме того, что благодаря этому ученые смогут узнать лучше эволюцию вирусов, методика их выделения и исследования может помочь в дальнейшем, при поисках следов жизни как на Земле, так и на Марсе и других космических объектах.
Замёрзшие во льдах: новые вирусы с вершин Тибетских гор
Исследуя образцы льда возрастом до 15 тыс. лет с тибетского ледника Гулия, биологи обнаружили в них генетические следы 33 родов вирусов, 28 из которых ранее не были известны науке. Результаты исследования опубликовал научный журнал Microbiome.
Ученые во главе с американским микробиологом Лонни Томпсоном исследовали ледяные керны – цилиндрические куски льда – с двух участков, расположенных на высоте 6710 и 6200 метров над уровнем моря. Во время формирования любых ледников на них из воздуха осаждаются частицы пыли, пыльцы, туда могут попасть и живые организмы – бактерии, а также вирусы. Также во льду могут оказаться и пузырьки с древним воздухом – его газовый состав в разное время мог отличаться. Именно поэтому микробиологи и изучают керн – благодаря этому можно узнать много подробностей о жизни, которая существовала на планете тысячи лет назад.
Благодаря тому, что Томпсон и его коллеги адаптировали методы генетического исследования, им удалось обнаружить во льду следы 33 родов вирусов. Жизни людей они не угрожают – в керне сохранились лишь фрагменты их ДНК, распространяться в таком виде вирусы не могут. 28 из них ранее не были известны науке. Ученые предполагают, что эти вирусы попали в лед из почвы или растений, но не от животных или людей.
Находка представляет собой отдельный научный интерес – кроме того, что благодаря этому ученые смогут узнать лучше эволюцию вирусов, методика их выделения и исследования может помочь в дальнейшем, при поисках следов жизни как на Земле, так и на Марсе и других космических объектах.
BioMed Central
Glacier ice archives nearly 15,000-year-old microbes and phages - Microbiome
Background Glacier ice archives information, including microbiology, that helps reveal paleoclimate histories and predict future climate change. Though glacier-ice microbes are studied using culture or amplicon approaches, more challenging metagenomic approaches…
#эволюция
Как изменения климата повлияют на вирусы
Американские экологи выяснили, что дальнейший рост температуры на Земле приведет к резкому увеличению числа случаев передачи вирусов от животных к людям. Прогнозы и выводы ученых были опубликованы в статье в журнале Nature.
"Глобальное потепление радикально меняет все экосистемы Земли, в том числе и то, как в них циркулируют различные вирусы. Мы показали, что изменение климата приведет к появлению нового опасного механизма распространения болезней, разносчиками которых выступят мигрирующие млекопитающие. Этот процесс, вероятно, уже начался", - заявил научный сотрудник Джорджтаунского университета (США) Грегори Олбери на пресс-брифинге.
За последние несколько десятилетий на Земле произошло сразу несколько крупных вспышек болезней и эпидемий, возникших в результате передачи вирусов от животных и птиц людям. В их число входит пандемия COVID-19, а также несколько вспышек лихорадки Эбола, птичьего и свиного гриппа, произошедших на западе Африки и на востоке Евразии.
Под руководством Олбери группа экологов и биологов решила выяснить, как изменится частота зоонотической передачи вирусов в ближайшие годы. Для этого ученые просчитали, как поменяется характер и частота контактов между разными видами животных, а также между людьми и представителями дикой природы в ближайшие годы.
Исследователи получили подобные сведения при помощи климатической модели, которая позволяет просчитывать перемены в ареалах животных, возникающие в результате сдвигов климатических поясов и других экологических изменений, связанных с глобальным потеплением. Используя эту модель, команда просчитала подобные изменения для 3,8 тыс. видов млекопитающих, населяющих все континенты Земли.
Расчеты показали, что даже при полном исполнении Парижских соглашений по климату и минимальном росте среднегодовых температур на Земле частота подобных контактов резко вырастет. В результате в последующую половину столетия произойдет более 15 тысяч случаев обмена вирусами, которые изначально не встречались в популяциях животных и людей.
Подавляющее большинство этих контактов, как отмечают ученые, произойдет между различными видами летучих мышей, на чью долю придется около 80-90% случаев обмена вирусами. Это, в первую очередь, связано с тем, что рукокрылые умеют летать, благодаря чему они могут легко менять ареал и смещаться вместе с климатическими поясами на север или юг.
Сильнее всего от этих процессов пострадает экваториальная и тропическая Африка, на чьей территории, по оценкам Олбери и его коллег, к концу столетия произойдет свыше ста случаев передачи вируса лихорадки Эбола от прежних носителей этого патогена в еще незатронутые популяции животных и людей. Это необходимо учитывать при прогнозировании эпидемической обстановки в Африке и на Земле в целом в ближайшие десятилетия и столетия, заключают экологи.
Как изменения климата повлияют на вирусы
Американские экологи выяснили, что дальнейший рост температуры на Земле приведет к резкому увеличению числа случаев передачи вирусов от животных к людям. Прогнозы и выводы ученых были опубликованы в статье в журнале Nature.
"Глобальное потепление радикально меняет все экосистемы Земли, в том числе и то, как в них циркулируют различные вирусы. Мы показали, что изменение климата приведет к появлению нового опасного механизма распространения болезней, разносчиками которых выступят мигрирующие млекопитающие. Этот процесс, вероятно, уже начался", - заявил научный сотрудник Джорджтаунского университета (США) Грегори Олбери на пресс-брифинге.
За последние несколько десятилетий на Земле произошло сразу несколько крупных вспышек болезней и эпидемий, возникших в результате передачи вирусов от животных и птиц людям. В их число входит пандемия COVID-19, а также несколько вспышек лихорадки Эбола, птичьего и свиного гриппа, произошедших на западе Африки и на востоке Евразии.
Под руководством Олбери группа экологов и биологов решила выяснить, как изменится частота зоонотической передачи вирусов в ближайшие годы. Для этого ученые просчитали, как поменяется характер и частота контактов между разными видами животных, а также между людьми и представителями дикой природы в ближайшие годы.
Исследователи получили подобные сведения при помощи климатической модели, которая позволяет просчитывать перемены в ареалах животных, возникающие в результате сдвигов климатических поясов и других экологических изменений, связанных с глобальным потеплением. Используя эту модель, команда просчитала подобные изменения для 3,8 тыс. видов млекопитающих, населяющих все континенты Земли.
Расчеты показали, что даже при полном исполнении Парижских соглашений по климату и минимальном росте среднегодовых температур на Земле частота подобных контактов резко вырастет. В результате в последующую половину столетия произойдет более 15 тысяч случаев обмена вирусами, которые изначально не встречались в популяциях животных и людей.
Подавляющее большинство этих контактов, как отмечают ученые, произойдет между различными видами летучих мышей, на чью долю придется около 80-90% случаев обмена вирусами. Это, в первую очередь, связано с тем, что рукокрылые умеют летать, благодаря чему они могут легко менять ареал и смещаться вместе с климатическими поясами на север или юг.
Сильнее всего от этих процессов пострадает экваториальная и тропическая Африка, на чьей территории, по оценкам Олбери и его коллег, к концу столетия произойдет свыше ста случаев передачи вируса лихорадки Эбола от прежних носителей этого патогена в еще незатронутые популяции животных и людей. Это необходимо учитывать при прогнозировании эпидемической обстановки в Африке и на Земле в целом в ближайшие десятилетия и столетия, заключают экологи.
Nature
Climate change increases cross-species viral transmission risk
Nature - Changes in climate and land use will lead to species aggregating in new combinations at high elevations, in biodiversity hotspots and in areas of high human population density in Asia and...
#эволюция
Эволюция против микроорганизмов
Патогены, такие как бактерии и вирусы, очень хорошо развиваются в ответ на лекарства, что может сделать лекарства неэффективными. Но теперь исследователи из ETH Zurich нашли способ использовать эту способность против них, загоняя микробов в эволюционный тупик.
Классическая теория Дарвина гласит, что когда формы жизни подвергаются давлению со стороны окружающей среды, у некоторых из них развиваются новые генетические мутации, которые помогают им лучше справляться с новыми условиями.
Поскольку другие индивиды окажутся в невыгодном положении, мутации в конечном итоге станут нормой для всей популяции.
Поэтому исследователи из ETH Zurich решили превратить эту силу в слабость. Вместо того, чтобы разрабатывать лекарство, убивающее бактерии, команда ученых хотела найти способ направить их эволюцию по пути, по которому они станут слабее и будут менее проблемными для хозяина.
Для начала исследователи вводили группам мышей несколько разных вакцин против Salmonella typhimurium, а затем внимательно наблюдали, как бактерии в их кишечнике развивают устойчивость к лекарствам. В конце концов они смогли идентифицировать полный спектр эволюционных путей защиты, которые использовали сальмонеллы, чтобы выжить.
Затем ученые объединили четыре штамма сальмонеллы в одну вакцину, которая перекрыла все эти варианты защиты. И, конечно же, бактерии вернулись в новую форму, где они все еще могли размножаться, не защищаясь от лекарства. В итоге сальмонелла больше не могла заражать клетки-хозяева и вызывать болезнь.
«Это позволило нам показать, что уклонение от иммунитета — это не только серьезная проблема при разработке вакцины, но и что оно может найти хорошее применение как в медицине, так и в ветеринарии», — говорит Эмма Слэк, ведущий автор исследования. «Мы можем использовать ее, чтобы направить эволюцию патогенных микроорганизмов в определенном направлении — в нашем случае в тупик».
При ближайшем рассмотрении исследователи обнаружили, что причина этой слабости заключалась в том, что молекулы сахара на поверхности бактерий атрофировались. Это покрытие обычно помогает микробам спрятаться от иммунной системы или вирусов хозяина.
Когда исследователи протестировали этот метод на мышах, они обнаружили, что он дает животным лучшую защиту от инфекций сальмонеллы, чем существующие вакцины.
Исследователи говорят, что эту технику эволюционного тупика можно использовать для разработки новых вакцин против устойчивых к антибиотикам бактерий и, возможно, даже для уничтожения некоторых опасных штаммов аналогично тому, как была ликвидирована оспа.
Эволюция против микроорганизмов
Патогены, такие как бактерии и вирусы, очень хорошо развиваются в ответ на лекарства, что может сделать лекарства неэффективными. Но теперь исследователи из ETH Zurich нашли способ использовать эту способность против них, загоняя микробов в эволюционный тупик.
Классическая теория Дарвина гласит, что когда формы жизни подвергаются давлению со стороны окружающей среды, у некоторых из них развиваются новые генетические мутации, которые помогают им лучше справляться с новыми условиями.
Поскольку другие индивиды окажутся в невыгодном положении, мутации в конечном итоге станут нормой для всей популяции.
Поэтому исследователи из ETH Zurich решили превратить эту силу в слабость. Вместо того, чтобы разрабатывать лекарство, убивающее бактерии, команда ученых хотела найти способ направить их эволюцию по пути, по которому они станут слабее и будут менее проблемными для хозяина.
Для начала исследователи вводили группам мышей несколько разных вакцин против Salmonella typhimurium, а затем внимательно наблюдали, как бактерии в их кишечнике развивают устойчивость к лекарствам. В конце концов они смогли идентифицировать полный спектр эволюционных путей защиты, которые использовали сальмонеллы, чтобы выжить.
Затем ученые объединили четыре штамма сальмонеллы в одну вакцину, которая перекрыла все эти варианты защиты. И, конечно же, бактерии вернулись в новую форму, где они все еще могли размножаться, не защищаясь от лекарства. В итоге сальмонелла больше не могла заражать клетки-хозяева и вызывать болезнь.
«Это позволило нам показать, что уклонение от иммунитета — это не только серьезная проблема при разработке вакцины, но и что оно может найти хорошее применение как в медицине, так и в ветеринарии», — говорит Эмма Слэк, ведущий автор исследования. «Мы можем использовать ее, чтобы направить эволюцию патогенных микроорганизмов в определенном направлении — в нашем случае в тупик».
При ближайшем рассмотрении исследователи обнаружили, что причина этой слабости заключалась в том, что молекулы сахара на поверхности бактерий атрофировались. Это покрытие обычно помогает микробам спрятаться от иммунной системы или вирусов хозяина.
Когда исследователи протестировали этот метод на мышах, они обнаружили, что он дает животным лучшую защиту от инфекций сальмонеллы, чем существующие вакцины.
Исследователи говорят, что эту технику эволюционного тупика можно использовать для разработки новых вакцин против устойчивых к антибиотикам бактерий и, возможно, даже для уничтожения некоторых опасных штаммов аналогично тому, как была ликвидирована оспа.
Nature
A rationally designed oral vaccine induces immunoglobulin A in the murine gut that directs the evolution of attenuated Salmonella…
Nature Microbiology - Salmonella mutants with reduced ability to colonize the mouse gut and cause disease are selected for by vaccine-induced intestinal antibody responses in mice.