Vědci z Biologického centra Akademie věd ČR našli během letoška čtyřicet nových sladkovodních virů, které napadají vodní mikroorganismy. První, který se jim podařilo izolovat a podrobně popsat, dostal jméno podle jihočeské metropole – Budvirus.

Jedná se o takzvaný obří virus, který napadá jednobuněčné vodní řasy skrytěnky. Výzkumníci potvrdili, že tento virus má významnou roli v ekosystému, protože drží na uzdě jarní rozvoj vodního květu řas a pomáhá tak zachovávat rovnováhu ve vodním prostředí.

Objevy virů byly učiněny na nádrži Římov na Českobudějovicku, kterou jihočeští hydrobiologové pravidelně monitorují již pět dekád a která díky tomu patří k nejprozkoumanějším sladkovodním nádržím v Evropě.

Nové metody sekvenování DNA

Přestože máme sladkovodní ekosystémy, jako jsou jezera, rybníky, nádrže či řeky, všude kolem nás, jejich mikroskopičtí zástupci, zejména viry a bakterie, jsou dosud málo probádanou oblastí. V jedné kapce vody se může vyskytovat milion bakterií a ještě desetkrát více virů, popsán je ale pouhý zlomek z nich.

Velký pokrok ve zkoumání vodního mikrosvěta přinášejí nejnovější metody, jako je např. analýza tzv. environmentální DNA. To je jedna z metod, kterou používá i českobudějovický tým. „Funguje to tak, že ze vzorku vody extrahujeme veškerý genetický materiál, který se tam nachází, analyzujeme ho pomocí vysoce výkonných metod sekvenování DNA, a podle toho dokážeme vystopovat, jaké druhy organismů se ve vodě vyskytovaly.

To nám poskytne vodítka k nalezení nových virů či bakterií,“ vysvětluje Rohit Ghai, vedoucí laboratoře mikrobiální ekologie a evoluce na Biologickém centru AV ČR. Podle těchto molekulárních stop pak vědci pátrají v dalších vzorcích vody po nalezených virech.

Zároveň se snaží tyto viry přenést do laboratoře, uchovat v laboratorních podmínkách a podrobují je detailnímu zkoumání.

První z řady

Budvirus hydrobiologové poprvé zachytili letos na jaře, v období, kdy ve vodě prudce narostou mikroskopické řasy. Věděli, že díky planktonním predátorům (např. prvokům, vířníkům či korýšům) a vyčerpání živin za krátkou dobu tyto řasy zase mizí.

Nově ale potvrdili, že se na tomto poklesu řas významně podílí i právě objevený obří virus a že jeho aktivita je obzvlášť důležitá během jarního růstu planktonu. „Budvirus je vůbec první popsaný virus, který infikuje skrytěnky rodu Rhodomonas, což jsou jedny z nejběžnějších řas ve fytoplanktonu.

Dá se předpokládat, že je zástupcem globálně rozšířené skupiny virů v sladkovodních ekosystémech a že se vyskytuje po celém světě,“ upřesňuje členka týmu Helena Henriques Vieira.

Obr v říši nano

Budvirus má tvar pravidelného dvacetistěnu o průměru 200 nanometrů a je tedy zhruba desetkrát větší, než je obvyklá velikost virů. Jeho genom kóduje přes 400 bílkovin, z nichž asi polovina má dosud neznámou funkci.

Existuje mnoho virů řas podobné velikosti, které se nazývají obří viry, a také Budvirus patří do této skupiny. Díky environmentální DNA vědci zjistili, že se geneticky příbuzné viry vyskytují rovněž v dalších jezerech v Evropě i na jiných kontinentech.

Z tohoto pohledu má tento intenzivní vědecký výzkum v jihočeské římovské nádrži celosvětový význam.

Sladkovodní ekosystémy jsou velmi dynamické prostředí, plné složitých vztahů mezi organismy – od mikroskopických bakterií, virů, přes řasy, prvoky až po větší organizmy, jako jsou ryby. Jejich vzájemné vztahy, ať už jde o predaci, parazitizmus, konkurenci nebo symbiózu, mají zásadní vliv na rovnováhu ekosystému a jeho schopnost reagovat na vnější změny, jako jsou kolísání teploty, změny v chemickém složení vody nebo příliv nových druhů.

Díky novému objevu tým jihočeských vědců přispívá k pochopení ekologických a evolučních vztahů mezi viry a jejich hostiteli v prostředí sladkých vod. „Je důležité důkladně poznat tyto hráče ekosystému a odhalit jejich vzájemné vztahy.

Když nastanou ve vodě nepředvídané změny, budeme vědět, co se přihodilo,“ dodává Rohit Ghai.