Otkriće s Ruđera iz dubina Vranskog jezera - Virusima protiv stakleničkih plinova

ZAGREB - U novom istraživanju koje redefinira naše razumijevanje utjecaja virusa na okoliš, međunarodni tim istraživača, uključujući znanstvenike s Instituta Ruđer Bošković (IRB), otkrio je ključnu ulogu virusa u ciklusu metana na Zemlji. Rezultati istraživanja objavljeni su u časopisu Nature Communications i predstavljaju važan napredak u znanosti o okolišu, ilustrirajući složenu interakciju između mikroorganizama, virusa i stakleničkih plinova.

Zamislite Zemlju kao ogromnu, ugodnu kuću u kojoj svi živimo. Sada zamislite metan kao jedan od onih stvarno učinkovitih plinova za grijanje koji održava toplinu u našoj kući. Kada previše pojačamo grijanje, unutar kuće postaje neugodno toplo, a takav rast temperature na Zemlji doprinosi onome što nazivamo globalnim zagrijavanjem. 

U ovoj golemoj kući postoji bezbroj sićušnih organizama, koji pomažu u upravljanju razinama metana, bilo da ga proizvode ili konzumiraju. Tako mikroorganizmi utječu na razine metana u atmosferi. Zbog ovih funkcija, pažnja znanstvenika donedavno je bila usmjerena na bakterije i arheje, no novo istraživanje u fokus dovodi viruse koji inficiraju mikroorganizme uključene u reguliranje ciklus metana.

Naime, virusi su odigrali ključnu ulogu u razvoju svih ekoloških, biogeokemijskih i evolucijskih procesa na Zemlji, no tek je nedavno započelo istraživanje njihove povezanosti s klimatskim promjenama. 

Otkriće iz dubina Vranskog jezera

Analizom gotovo 1 000 metagenoma iz različitih staništa, poput jezerskih sedimenata pa sve do unutrašnjosti kravljeg želuca, znanstvenici su otkrili da virusi nose specijalizirane genetske alate, poznate pod nazivom pomoćni metabolički geni. 

- Ovi geni omogućuju virusima da utječu na to kako njihovi mikrobni domaćini djeluju na ciklus metana, potencijalno mijenjajući ukupnu ravnotežu ovog stakleničkog plina u našoj atmosferi - rekao je dr. sc. Sandi Orlić s IRB-a, jedan od glavnih autora na radu s IRB-a.  

Jedno od ključnih mjesta koje je tim odabrao za svoje istraživanje je Park prirode Vransko jezero. Fokusirali su se na sedimente bogate metanom i otkrili raznoliku zajednicu virusa koji su uglavnom ciljali mikrobe uključene u ciklus metana. 

- U jezerskom sedimentu bogatom metanom otkrili smo raznolike zajednice virusa i identificirali 13 vrsta pomoćnih metaboličkih gena koji pomažu u regulaciji metabolizma njihovih domaćina. Unatoč ovim otkrićima, nema dokaza da ti virusi izravno kodiraju gene metabolizma metana, što ukazuje na to da potencijalni utjecaj virusa na ciklus metana varira ovisno o njihovom staništu - objasnio je dr. sc. Sandi Orlić.

- Ova varijacija naglašava složenost ekoloških sustava i važnost uzimanja u obzir svih bioloških aktera, uključujući viruse, u našim nastojanjima da razumijemo i ublažimo klimatske promjene - zaključili su znanstvenici te istaknuli kako je ovo istraživanje tek početak u razumijevanju sveobuhvatnog utjecaja virusa na klimatske promjene.  

Istraživanje su podržali Nacionalna zaklada za znanost Sjedinjenih Američkih Država, Hrvatska zaklada za znanost, Zaklada Gordon i Betty Moore, Zaklada Heising-Simons, Europska unija i Ministarstvo energetike SAD-a. Uz dr. Orlića s IRB-a, među koautorima su dr. sc. Matthew B. Sullivan, dr. sc. Zhi-Ping Zhong  i dr. sc. Jingjie Du sa Sveučilišta Ohio, kao i dr. sc. Stephan Kostlbacher te dr. sc. Petra Pjevac sa Sveučilišta u Beču.

D.G.