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Un’analisi del materiale genetico nell’oceano ha identificato migliaia di virus a RNA precedentemente sconosciuti e ha raddoppiato il numero di phyla, o gruppi biologici, di virus che si ritiene esistano. I virus a RNA sono meglio conosciuti per le malattie che causano nelle persone, dal comune raffreddore al Covid-19. Infettano anche piante e animali importanti per le persone.

Questi virus trasportano le loro informazioni genetiche nell’RNA piuttosto che nel DNA. I virus a RNA si evolvono a velocità molto più elevate rispetto ai virus a DNA. Mentre gli scienziati hanno catalogato centinaia di migliaia di virus a DNA nei loro ecosistemi naturali, i virus a RNA sono stati relativamente poco studiati.

 

In cosa è consistita la ricerca

I ricercatori hanno deciso di identificare il gene che codifica per una particolare proteina che consente a un virus di replicare il proprio materiale genetico. È l’unica proteina condivisa da tutti i virus a RNA, perché svolge un ruolo essenziale nel modo in cui si diffondono. Ciascun virus a RNA, tuttavia, presenta lievi differenze nel gene che codifica per la proteina che può aiutare a distinguere un tipo di virus da un altro.

Hanno quindi selezionato un database di sequenze di RNA di plancton raccolte durante il progetto di spedizione Tara Oceans. Il plancton è una parte vitale delle reti alimentari oceaniche e sono ospiti comuni per i virus a RNA. Lo screening ha identificato più di 44.000 geni che codificano per la proteina del virus.

La sfida successiva era determinare le connessioni evolutive tra questi geni. Più due geni erano simili, più è probabile che i virus con quei geni fossero strettamente correlati. Poiché queste sequenze si sono evolute molto tempo fa, i segnali genetici che indicavano dove i nuovi virus avrebbero potuto essersi separati da un antenato comune sono andati perduti nel tempo. L’apprendimento automatico ha consentito di organizzare sistematicamente queste sequenze e rilevare le differenze in modo più obiettivo rispetto a se l’attività fosse eseguita manualmente.

Sono stati identificati un totale di 5.504 nuovi virus a RNA marini e il numero di phyla di virus a RNA conosciuti è stato raddoppiato da cinque a dieci. La mappatura di queste nuove sequenze ha rivelato geograficamente che due dei nuovi phyla erano particolarmente abbondanti nelle vaste regioni oceaniche, con preferenze regionali nelle regioni di acque tropicali o temperate, e nell’Oceano Artico.

Gli scienziati ritengono che Taraviricota possa essere l’anello mancante nell’evoluzione dei virus a RNA che i ricercatori hanno cercato a lungo, collegando due diversi rami noti di virus a RNA che divergevano nel modo in cui si replicano. Queste nuove sequenze aiutano gli scienziati a comprendere meglio non solo la storia evolutiva dei virus a RNA, ma anche l’evoluzione dei primi anni di vita sulla Terra.

Come ha dimostrato la pandemia di Covid-19, i virus a RNA possono causare malattie mortali. Ma questi virus svolgono anche un ruolo vitale negli ecosistemi perché possono infettare un’ampia gamma di organismi, compresi i microbi che influenzano gli ambienti e le catene alimentari a livello chimico. La mappatura del luogo in cui vivono questi virus a RNA può aiutare a far luce su come influenzano gli organismi che guidano molti dei processi ecologici del nostro pianeta.

Il nuovo studio, pubblicato sulla rivista Science, fornisce anche strumenti migliorati che possono aiutare i ricercatori a catalogare nuovi virus man mano che i database genetici crescono.