ไวรัสเป็นผู้บุกรุกที่มีขนาดเล็กแต่ทรงพลังที่สามารถพบได้ในสิ่งแวดล้อมรวมถึงในร่างกายมนุษย์ และพวกมันสามารถมีบทบาทที่หลากหลายในระบบนิเวศ ไวรัสยังมีหลายขนาด บางชนิดมีขนาดใหญ่กว่าแบคทีเรีย ซึ่งนักวิทยาศาสตร์คิดว่าเป็นกรณีที่หายากจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ ในบรรดาไวรัสขนาดใหญ่เหล่านี้ ได้แก่ ไวรัสจากแบคทีเรียที่เรียกว่าจัมโบ้ แบคเทอริโอฟาจ จัมโบ้ฟาจถูกค้นพบเมื่อหลายสิบปีที่แล้ว แต่ส่วนใหญ่กลับไม่รอดจากการสืบสวนเพิ่มเติม เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาสเกลที่เล็กเกินไป
Alaina Weinheimer ปริญญาเอก ผู้สมัครรับเลือกตั้ง
และ Frank Aylward ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์ชีวภาพ ใน วิทยาลัยวิทยาศาสตร์แห่งเวอร์จิเนียเทคและคณาจารย์ในเครือของCenter for Emerging, Zoonotic, Arthropod-borne Pathogens ภายในสถาบัน Fralin Life Sciences Instituteกำลังพยายามที่จะตอบคำถามใหญ่ๆ สองสามข้อ เกี่ยวกับจัมโบ้ไวรัสเหล่านี้ ในการศึกษาล่าสุด Weinheimer ได้สร้างและวิเคราะห์จีโนมของปลาทะเลจัมโบ้ ซึ่งนำไปสู่การค้นพบจำนวนมากเกี่ยวกับวิวัฒนาการและนิเวศวิทยาของพวกมัน “เราเพิ่งเริ่มชื่นชมความหลากหลายและขอบเขตของจัมโบ้ฟาจในสิ่งแวดล้อม” เวนไฮเมอร์และผู้เขียนคนแรกของรายงานกล่าว “เรายังไม่ค่อยเข้าใจถึงผลกระทบของจัมโบ้ฟาจ และเราเพิ่งเริ่มเห็นว่าพวกมันค่อนข้างแพร่หลาย การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าพวกมันพบได้ทั่วมหาสมุทร และพวกมันไม่จำเป็นต้องติดเชื้อแบคทีเรียชนิดเดียวกันทั้งหมด” การค้นพบของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร ISME: วารสารสหวิทยาการจุลินทรีย์ แบคทีเรียเป็นตัวขับเคลื่อนเบื้องหลังวัฏจักรของสารอาหารในมหาสมุทร แม้ว่าแบคทีเรียจะอยู่ด้านล่างสุดของห่วงโซ่อาหาร แต่แบคทีเรียก็ยังทำหน้าที่สำคัญ เช่น การสังเคราะห์แสงและการตรึงไนโตรเจน ซึ่งมีส่วนช่วยอย่างมากต่อสุขภาพของระบบนิเวศทางทะเล เมื่อจัมโบ้แบคทีเรียติดเชื้อและฆ่าแบคทีเรีย อันดับแรกพวกมันจะควบคุมเมแทบอลิซึมของแบคทีเรีย เปลี่ยนหน้าที่หลักของแบคทีเรีย เช่น การสังเคราะห์ด้วยแสงและการถอดรหัส ไปสู่การจำลองแบบของไวรัสจำนวนมากขึ้น ในการปลดปล่อยไวรัสใหม่ เซลล์ของแบคทีเรียจะแตกออก ซึ่งจะปล่อยสารอาหารของเซลล์และสารอินทรีย์ออกสู่ทะเลด้วย การติดเชื้อเหล่านี้สร้างวงจรสารอาหารในมหาสมุทร ด้วยเหตุผลดังกล่าว นักวิจัยจึงมุ่งมั่นที่จะเข้าใจว่าฟาจเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของชุมชนจุลินทรีย์ในทะเลและวัฏจักรของสารอาหารที่แบคทีเรียส่งผลกระทบได้อย่างไร แต่เพื่อศึกษาไวรัสเช่นนี้ นักวิจัยจำเป็นต้องทำงานเกินกว่าระดับจุลทรรศน์พื้นฐาน
ไวรัสสามารถเติบโตในห้องแล็บได้ยากอย่างไม่น่าเชื่อ
ดังนั้นในการวิเคราะห์ไวรัส นักวิจัยมักจะออกไปเก็บตัวอย่างดีเอ็นเอจากสิ่งแวดล้อมที่เรียกว่าเมตาจีโนม ตัวอย่างเมทาจีโนมิกแต่ละตัวอย่างประกอบด้วย DNA จากสิ่งมีชีวิตหรือเอนทิตีจำนวนมาก ซึ่งหมายความว่านักวิจัยต้องแยกและรวมจีโนมของไวรัสเข้าด้วยกัน
จากนั้นกระบวนการจะเหมือนกับการสร้างปริศนาที่ไม่สมบูรณ์ Weinheimer กล่าวว่า “เมื่อเราจัดลำดับ DNA ในสิ่งแวดล้อม ก่อนอื่นเราต้องแยก DNA ออกเป็นชิ้นเล็กๆ “หลังจากจัดลำดับแล้ว เราก็นำชิ้นส่วนกลับมารวมกันเป็น DNA ที่ยาวขึ้น ซึ่งเราคิดว่าเป็นของจีโนมเดียวกัน”
เนื่องจากวิวัฒนาการและจีโนมที่ซับซ้อนเป็นพิเศษ นักวิจัยจึงต้องหาวิธีที่ซับซ้อนเพื่อตรวจหาจัมโบ้ฟาจและสร้างจีโนมของพวกมันใหม่ให้ถูกต้องและสมบูรณ์ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
หลังจากการลองผิดลองถูก Weinheimer และ Aylward ได้พัฒนาวิธีการที่จะช่วยให้นักวิจัยคนอื่นๆ ระบุและจัดกลุ่มแบคทีเรียจัมโบ้ใน metagenomes ได้ดีขึ้น ด้วยวิธีนี้ Weinheimer และ Aylward สามารถกู้คืนจีโนมขนาดจัมโบ้ฟาจคุณภาพสูงจำนวน 85 จีโนมที่มีอยู่ในมหาสมุทรได้สำเร็จ จากนั้นพวกเขาจัดกลุ่มจัมโบ้ฟาจเหล่านี้ตามปริมาณยีนกับจัมโบ้ฟาจอื่นๆ ที่รู้จัก และสามารถสรุปได้ว่าจัมโบ้ฟาจบางกลุ่มพบได้ทั่วไปในน้ำผิวดินมากกว่าน้ำลึก และในทางกลับกัน
Weinheimer กล่าวว่า “วิธีการแบบดั้งเดิมมักจะดูเฉพาะส่วนของจัมโบ้ฟาจจีโนมเท่านั้น “แต่ด้วยแนวทางของเรา เราเข้าใกล้จีโนมเต็มรูปแบบมากขึ้น และทำให้เราเข้าใจความหลากหลายและชีววิทยาของเฟสเหล่านี้ได้ดีขึ้น”
ในการศึกษาของพวกเขา Weinheimer และ Aylward ยังแนะนำว่าแบคทีเรียมีเส้นทางที่แตกต่างกันในการพัฒนาจีโนมขนาดใหญ่ดังกล่าว แม้ว่าฟาจบางตัวจะได้รับยีนสังเคราะห์แสงเพื่อช่วยในประสิทธิภาพของการติดเชื้อ แต่ตัวอื่นๆ จะรับยีนที่มีความสำคัญมากกว่าในการต่อสู้กับการป้องกันของโฮสต์
การค้นพบนี้สนับสนุนสมมติฐานที่ว่าการแข่งขันทางอาวุธของระบบป้องกันเป็นส่วนหนึ่งของเหตุผลที่อยู่เบื้องหลังขนาดที่น่าประทับใจและความหลากหลายของจีโนมของแบคทีเรีย แต่ยังมีอะไรอีกมากที่ต้องทำเพื่อทำความเข้าใจว่าความซับซ้อนเกิดขึ้นหรือวิวัฒนาการอย่างไรในโลกของไวรัส และวิวัฒนาการของพวกมันกับโฮสต์ของพวกมันอย่างไร ตอนนี้ Weinheimer และ Aylward ทราบแล้วว่ากุ้งจัมโบ้เหล่านี้แพร่หลายมากขึ้นที่ใด พวกเขาสามารถเก็บตัวอย่างเพื่อเริ่มขยายพันธุ์ในห้องปฏิบัติการได้
Weinheimer กล่าวว่า “การกำหนดเป้าหมายและแยกจัมโบ้ฟาจหรือเพาะเลี้ยงในห้องแล็บ เราอาจเข้าใจชีววิทยาของพวกมันได้ดีขึ้น” “จัมโบ้ฟาจจำนวนมากมียีนที่ไม่ทราบหน้าที่ และเราตื่นเต้นที่จะได้เห็นสิ่งที่เราจะพบ” นอกจากนี้ วิธีการของพวกเขาสามารถนำไปใช้กับตัวอย่าง metagenome จากสภาพแวดล้อมอื่นๆ เช่น ดินและทะเลสาบ เพื่อเริ่มดูว่าจัมโบ้ฟาจมีบทบาทอย่างไรในระบบนิเวศเหล่านี้
credit : sellwatchshop.com kaginsamericana.com NeworleansCocktailBlog.com coachfactoryoutletswebsite.com lmc2web.com thegillssell.com jumpsuitsandteleporters.com WagnerBlog.com moshiachblog.com
