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北極を取り囲む永久凍土の層であるシベリアの永久凍土に埋もれている微生物を研究している科学者らが、3万年以上閉じ込められていた新種の巨大ウイルスを発見し、復活させた。このウイルス、ピトウイルス シベリカムは、その大きなサイズと豊富な遺伝子を特徴とする新しいタイプの巨大 DNA ウイルスであり、人間や動物の健康に有害ではありません。
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しかし、シベリアの土壌サンプルからこの新しいウイルスが発見されたことは、特にこの地域で石油や天然ガスの掘削などの人間活動が増加するにつれて、他のはるかに危険なウイルスが急速に温暖化する北極から出現する可能性があるという不安な可能性を高めています。
これは、約 3 万年前にその地域に住んでいたネアンデルタール人の復讐だと考えてください。
ここ数十年、人為的な地球温暖化と自然の気候変動により、北極の気候は異常事態に陥っています。まったく新しい、暖かい状態永久凍土が急速に溶け、海氷が劇的に薄くまばらになっている。たとえば、20世紀には北半球の永久凍土が7%減少したと研究結果は述べている。
「大昔に絶滅したネアンデルタール人からウイルス感染症にかかる可能性があるという事実は、ウイルスが地球上から『根絶』できるという考えが明らかに間違っており、私たちに誤った安心感を与えていることをよく示している」と述べた。この記事の著者であるフランスとロシアの研究機関の研究者チームは、記者に配布されたファクトシートにこう書いている。の勉強に掲載されました米国科学アカデミーの議事録。
非常に小さく、遺伝的に単純な生き物であるほとんどのウイルスとは異なり、巨大 DNA ウイルスは光学顕微鏡で観察できるほどの大きさです。彼らのゲノムは一部の細菌よりも多くのタンパク質をコードしており、ほとんどのウイルスよりもはるかに多くの遺伝情報を持っています。現在では、それらは以前考えられていたよりもはるかに環境中に蔓延しており、おそらく人間の体内にも蔓延していると考えられています。実際、これらのウイルスの発見により、ウイルス学者は次のことを余儀なくされました。多くの仮定を再評価するウイルスの特徴について。
感染したアカントアメーバ カステラーニ細胞内のパンドラウイルス粒子の電子顕微鏡画像。 クレジット: Chantal Abergel および Jean-Michel Claverie の提供による
この研究のために科学者らは、シベリアのコリマ低地地域の地下約100フィートにあるシベリア永久凍土のサンプルを調査した。そこでは川が永久凍土の崖を削り取っており、科学者がさまざまな層に簡単にアクセスできるようになっている。科学者らは、ある種のアメーバを「おとり」として、巨大な DNA ウイルスを感染性ウイルスの「安全な代用物」として使用した。科学者たちは、ウイルスが宿主生物内でどのように複製されるかを調査し、その DNA 配列を解析し、これがこれまで知られていなかったウイルスファミリーの最初のメンバーであることを発見しました。この発見により、巨大ウイルスの既知のファミリーは 3 つになりました。
一般に、ウイルスは、自ら複製するために必要な成分をすべて持っていないため、増殖するために植物または動物の細胞に侵入する必要がある微生物です。感染細胞の外では、それらは「ビリオン」と呼ばれ、ビリオンの構成要素は RNA や DNA などのゲノム内にコードされています。
「これは、これまで調査されていない環境での新しいウイルスの体系的な探索の一環でした」と研究者らは説明した。 「植物は 32,000 年前の永久凍土から復活したので、ビリオンは (少なくとも) それほど長くは感染力を維持できるのではないかと考えました。驚きは、それが巨大なウイルスであり、これまでのウイルスとはまったく異なるタイプだったという事実により生じました。」
北極では低緯度地域の約2倍の速度で温暖化が進んでおり、気候変動により数万年間凍ったままになっていた永久凍土の上層が溶けつつある。同時に、北極の海氷の減少により、北極の一部は石油やガスの掘削、貴重な鉱物の採掘などの資源開発に利用しやすくなっている。このような活動には、凍った地面と凍っていない地面を掘削する作業が含まれており、科学者らは、これらの傾向が組み合わさることで、人間の健康に危険を及ぼす可能性のある長期間休眠状態にあったウイルスが放出されるリスクが高まると述べた。
「ウイルスは古代の永久凍土層から復活する可能性がある」と、この研究の共著者でフランス国立科学研究センター（CNRS）の研究者であるシャンタル・アバーゲル氏はMashableに語った。 「したがって、周極地域の産業開発によりそのようなウイルスが放出される可能性があり、周囲に適切な宿主が存在すれば感染する可能性があります。」
ファクトシートはもう少し率直なものでした。 「採掘と掘削は、何百万年も前以来初めて人間の居住地をもたらし、これらの古代の地層を掘削することを意味します。もし「生存可能な」ビリオンがまだそこにあるなら、これは災害を引き起こす良いレシピとなる」と研究者らは書いている。
研究によれば、このような永久凍土に関連したウイルスが放出される可能性は低いものの、もはや存在しないわけではないという。約2万8000年前に北極に生息し、おそらくさまざまな病気で死亡したと考えられるネアンデルタール人の集団に触れ、科学者らは次のように述べた。同じように。その可能性がどの程度かは不明ですが、現時点ではその可能性があります。」
科学者らは、人間に感染する可能性のあるウイルスを見つけて復活させようとしているのではなく、永久凍土層を調べて人間の健康に害を及ぼす可能性のある病原体の遺伝的特徴が見つかるかどうかを確認していると述べた。
「それらの病原体は、ありふれた細菌（抗生物質で治療可能）、耐性細菌、または厄介なウイルスである可能性があります。彼らが絶滅してから長い時間が経っている場合、私たちの免疫システムはもはやそれらに反応する準備ができていません」と科学者たちは書いています。言及された特に恐ろしいシナリオの 1 つは、ほとんどの人が免疫を持たなくなった伝染性が高く致死性の高い天然痘ウイルスが永久凍土から復活する可能性があるというものでした。
研究著者らによると、深海も微生物やウイルスの長期保存に適した場所だという。
ネブラスカ大学リンカーン校の植物病理学教授、ジェームズ・ヴァン・エッテン氏はマッシャブルに対し、微生物が何年も冷凍された後に復活する可能性があることは古くから知られていたと語った。ヴァン・エッテン氏は研究の実施には関与していなかったが、科学雑誌に投稿するために論文を編集した。
「永久凍土の中で3万年間凍っていたものが復活できるという観察は、おそらくまったく驚くべきことではないでしょう」と彼は言う。さらに重要なことは、さらに新たな巨大ウイルスの発見であり、北極の急速な気候変動がより多くのウイルスや細菌の放出につながる可能性を示唆していると付け加えた。
「私の予測では、自然界には私たちが知らないだけで、このような種類のものがもっとたくさんあるだろう」とヴァン・エッテン氏は語った。
ヴァン・エッテン氏によると、エイズの原因となるHIVウイルスなど、一部のウイルスは約12個の遺伝子しか持たないが、パンドウイルスには最大2,500個の遺伝子が含まれているという。ファクトシートによると、新たに発見された巨大ウイルスには、長さ1.5ミクロンの既知最大のウイルス粒子が含まれているが、そのサイズの割に遺伝子の数は比較的少なく、約500個あるという。
永久凍土やその他の環境におけるウイルスの生存可能性は、土壌や水の酸性度、日光の量、温度など、ウイルスがさらされる条件によって異なります。研究の著者らは、ウイルスの生存期間の上限は3万年ではないと疑っている。永久凍土には酸性と酸素が欠如しているため、古代の植物や微生物にとって居心地の良い住処となっています。
実際、永久凍土は、科学者が実験室で行うのとほぼ同じ方法で生物を凍結乾燥させ、生物を後で復活できる状態に保ちます。
「我々は現在、より古い層を探索している。3万年はウイルスの生存限界ではない可能性が高い」と研究著者らは書いている。