Virüsler Küresel Isınmayla Mücadeleye Nasıl Yardımcı Olabilir?
Araştırmacılar, okyanus mikrobiyomunu etkileyerek mikropların metabolizmaları yoluyla hızla karbon depolamasını ve ardından okyanus tabanına düşmesini sağlayabilen okyanusta yaşayan virüsler tespit etti. Bu, küresel ısınmayla mücadeleye yardımcı olabilir.
Virüsler kendi başlarına karbon depolayamazlar, ancak hücrelerin çalışma şeklini değiştirerek sudaki karbondioksiti hızla yakalamaya başlarlar ve sonra dibe çökerler.
Dünya okyanuslarında yaşayan yüz binlerce DNA ve RNA virüsünden oluşan bir kataloğa sahip olan bilim insanları, deniz suyundaki karbondioksiti yakalamaya yardımcı olan veya donmuş toprakların çözülmesinden kaynaklanan metan sızıntılarını önleyebilen virüslere odaklandı.
Araştırmacılar, genomik dizileme verilerini yapay zekâ analiziyle birleştirerek okyanuslarda yaşayan virüsleri tespit etti ve genomlarını değerlendirdi.
Sualtı karbon metabolizması genleri de dahil olmak üzere mikrobiyal metabolizma genlerinin haritalanması, dünya okyanuslarında karbondioksit depolayabilen mikropların 340 metabolik yolunu belirledi. Bunlardan 128’i okyanus virüslerinin genomlarında bulundu.
Ekip, veri setini inceleyerek hangi virüslerin karbon metabolizmasında rol oynadığını belirledi ve virüslerin karbonu daha iyi yakalamak için okyanus mikrobiyomunu değiştirmek için kullanılabileceğini öne sürdü.
Araştırmacı Matthew Sullivan, “Virüsler sistemdeki mikrobiyal aktiviteyi artırabilir veya azaltabilir. Topluluk metabolizmasının modellenmesi, hangi virüslerin en önemli metabolik yolları hedef aldığı konusunda fikir veriyor.”
Okyanuslar karbonu nasıl emer ve virüsler nasıl yardımcı olabilir?
“Okyanuslar karbonu emer ve bu da bizi iklim değişikliğinden korur. CO2 gaz olarak emilir ve organik karbona dönüşümü mikroplar tarafından belirlenir,” diyor Sullivan.
“Artık virüslerin mikrobiyal topluluğun metabolizmasındaki en önemli reaksiyonları hedef aldığını görüyoruz. Başka bir deyişle, virüslerle, iklim değişikliğiyle mücadele etmek için zaman kazanmak üzere geniş okyanus mikrobiyomunu bir karbon yutağına dönüşecek şekilde değiştirebiliriz.”
Virüslerin, virüs bulaşmış karbon işleyen hücreler okyanus tabanına düşen daha büyük yapışkan kümeler halinde kümelendiğinde karbonu emmeye yardımcı olduğu düşünülmektedir.
Araştırmacılar binlerce virüsü tanımlamak için yapay zeka tabanlı analizler geliştirdiler; bunlardan sadece birkaçı laboratuvarda yetiştirmek ve okyanus jeomühendisliği için model sistemler olarak kullanmak için gerçekten önemli.
Sullivan ayrıca virüsleri çok farklı bir ekosistemde jeomühendislik araçları olarak kullanmaya yönelik ilk girişimleri de anlattı: Kuzey İsveç’teki permafrost, burada mikroplar aynı anda iklimi değiştiriyor ve donmuş toprak çözüldükçe iklim değişikliğine yanıt veriyor.
Yeni topluluk metabolik modellemesi de bu yaklaşımın istenmeyen sonuçlarının anlaşılmasına yardımcı oluyor. Sullivan laboratuvarı okyanustan dersler çıkarıyor ve omurilik hasarının iyileşmesine yardımcı olmak, HIV’li annelerden doğan bebeklerin sonuçlarını iyileştirmek, yanık yaralarında enfeksiyonla mücadele etmek ve daha fazlası için mikrobiyom modifikasyonlarını insan vücuduna uyguluyor.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL