K dosud známým 15 tisícům virů najednou přibylo dalších 130 tisíc. Odhalil je algoritmus

11. únor 2022

Biologové asi budou muset upravit učebnice virologie. Donedávna znali zhruba 15 tisíc RNA virů včetně koronavirů. Teď se jejich počet skokově zvýšil o víc než 130 tisíc. Na svědomí to přitom má jen jeden vědecký tým a projekt s velkou výpočetní silou s názvem Serratus. Výslednou studii zveřejnil časopis Nature.

Badatelé identifikovali obrovské množství nových virů v krátkém čase. Nevypravili se ovšem kvůli tomu na žádnou přírodovědnou expedici kolem světa. Vlastně by kvůli objevu teoreticky ani nemuseli opustit kancelář. Nová studie dosvědčuje, jak účinná může být správně zacílená analýza dat získaných ze čtení genomů napříč jinými výzkumy a jejich sdílení.

Tým vědců využil veřejnou databázi, kam se ukládají přečtené genetické informace různých organismů z celého světa.

Tým vědců vedený kanadským genetikem Artemem Babaianem z University of British Columbia totiž využil veřejnou databázi, konkrétně Sequence Read Archive, kam se ukládají přečtené genetické informace různých organismů z celého světa. S využitím superpočítače a cloudu analyzovali 20 petabytů sekvencí z několika milionu vzorků.

Čtěte také

Virů existuje kolem nás i v nás obrovské množství a většina z nich není popsaná. Ke své replikaci potřebují hostitelské buňky organismů, ale není vůbec jednoduché je rozpoznat. Výzkumníci ale podle molekulárního genetika Jana Pačese chytře využili předvybraná data.

„Když vědce zajímá genetická informace nějakého organismu, který studují, tak vezmou DNA nebo RNA a všechno, co v tom je, a rozbijí to na malé kousky. Ty pak všechny masivně přečtou a sestaví z nich celkovou genetickou informaci. Co jim přebývá, pak vyhodí, protože to je nějaká kontaminace. Těchto nečistot je samozřejmě obrovské množství. Autoři této studie se právě podívali na tyto nečistoty a objevovali v nich viry,“ vysvětluje Jan Pačes z Ústavu molekulární genetiky Akademie věd.

Co vědcům po přečtení DNA nebo RNA přebývá, vyhodí. Těchto nečistot je obrovské množství. Autoři studie se podívali právě na tohle.
Jan Pačes

Tento „odpad“ obsahoval data ze zhruba 5,7 milionů nejrůznějších vzorků získaných například z ledovců či zvířecího trusu v průběhu více než třinácti let.

Že se v nich vyskytují viry, přírodovědce nepřekvapí. Není ovšem jednoduché je rozeznat a zařadit. Vědci se ovšem chytře zaměřili na vybranou skupinu – RNA viry a jeden jejich konkrétní enzym, RNA polymerázu, která jim umožňuje se kopírovat.

RNA viry musí mít jeden speciální enzym, který nemají ostatní organismy. Možná jde o vůbec nejstarší enzym, který kdy na Zemi byl.
Jan Pačes

„RNA viry musí mít jeden speciální enzym, který nemají ostatní organismy. Mimochodem si myslíme, že jde o vůbec nejstarší enzym, který kdy na Zemi byl. Pravděpodobně jde o jeden z prvních enzymů, které vznikly. Právě ten tam hledali a našli více než 100 tisíc pravděpodobně nových virů a udělali z toho unikátní databázi,“ vysvětluje Pačes.

Databáze pro všechny

Data jsou teď volně dostupná pro vědce z celého světa a podle virologa Pavla Plevky jde o velmi cenný zdroj informací.

Čtěte také

„Silnou stránkou této databáze je, že se dá velmi rychle prohledávat. Když někdo ve svém vzorku identifikuje nový virus, tak ho může rychle přiřadit, kam patří, a může si najít příbuzné viry. To je takové potvrzení, že pracuje se vzorkem viru a ne něčeho jiného. Může se podívat, jak zapadá mezi další virové rodiny i na to, jestli podobný virus nebyl nalezen někde jinde. Pro nás je ta databáze zajímavá v tom, že nám dává přehled o tom jak velká je virová diverzita. Rád bych zdůraznil, že jde o velmi chytré využití dat a pro virologii to znamená obrovský posun,“ podotýká Pavel Plevka z výzkumného střediska CEITEC Masarykovy univerzity.

Právě rychlé vyhledávání informací o viru hodnotí jako klíčové i hlavní tvůrce nové databáze dvaatřicetiletý Artem Babaian, který před začátkem pandemii prováděl genetický výzkum rakoviny. 

Když se u pacienta objeví horečka neznámého původu, po sekvenování krve lze nyní tento neznámý virus v člověku propojit s mnohem větší databází existujících virů. Pokud se například v St. Louis objeví pacient s neznámou virovou infekcí, můžete nyní během dvou minut prohledat databázi a spojit tento virus například s velbloudem v subsaharské Africe, jehož vzorky byly odebrány v roce 2012,“ uvedl Babaian v rozhovoru pro svou domovskou univerzitu v narážce na koronavirus MERS-CoV.

Právě včasné rozpoznání nového nebezpečného patogenu a jeho přeskok na člověka může rozhodnout, jestli se virus rozšíří do celého světa a zapříčiní další pandemii, nebo ne.

Poslechněte si reportáž Štěpána Sedláčka i další novinky ze světa vědy a výzkumu.

Na pátek připadl Mezinárodní den žen a dívek ve vědě. Vědci mají nová data o nejhorší známé pandemií v dějinách lidstva. Morová rána ve 14. století podle historiků zahubila asi polovinu evropské populace. A respirační onemocnění jsou s námi nejméně 150 milionů let, dokládá to zkamenělina nemocného dinosaura.

Spustit audio