一項發表在《科學》上的新研究通過對海洋中的遺傳物質的分析確定了數千種以前未知的RNA病毒，另外還使被認為存在的病毒門類或生物群的數量增加了一倍。RNA病毒因其在人體內引起的疾病而最為知名，從普通感冒到COVID-19。另外，它們也感染對人類很重要的植物和動物。
這些病毒在RNA中攜帶其遺傳信息，而不是DNA。RNA病毒的進化速度比DNA病毒快得多。雖然科學家已經對自然生態系統中的數十萬種DNA病毒進行了編目，但RNA病毒卻相對沒有被研究。
研究人員表示，病毒跟人類和其他基於細胞的生物不同，它缺乏獨特的短段DNA進而使其可以作為基因條形碼。在沒有這種條形碼的情況下，試圖區分野外的不同病毒種類是一件非常困難的事情。
對此，研究人員決定找到編碼一種特定蛋白質的基因。據悉，這種蛋白質使病毒能夠複製其遺傳物質從而繞過這一限制。這是所有RNA病毒唯一具有的共同蛋白質，因為它在它們如何自我傳播方面發揮着重要作用。然而每種RNA病毒在編碼該蛋白質的基因上都有微小的差異，科學家可以用它來幫助區分一種類型的病毒。
因此，研究人員篩選了一個全球RNA序列數據庫，該數據庫是在為期四年的Tara Oceans探險隊全球研究項目中收集的浮游生物。浮游生物是一種因個頭過小而無法逆流而上的水生生物。它們是海洋食物網的重要組成部分，是RNA病毒的常見宿主。研究團隊的篩選工作最終確定了44,000多個編碼病毒蛋白的基因。
然後，我們的下一個挑戰是確定這些基因之間的進化聯繫。兩個基因越相似，具有這些基因的病毒就越可能是密切相關的。由於這些序列在很久以前就已經進化了，所以這表明新病毒可能從一個共同的祖先中分裂出來的基因路標已經被時間所遺忘。然而一種被稱為機器學習的AI形式使研究人員能夠系統地組織這些序列並比人工完成的任務更客觀地檢測差異。
最終，他們共確定了5504個新的海洋RNA病毒並將已知的RNA病毒門類的數量從5個增加到10個。這些新序列的地理分佈顯示，其中兩個新門類在廣闊的海洋區域特別豐富，在溫帶和熱帶水域（Taraviricota）或北冰洋（Arctiviricota）有區域偏好。
研究小組認為，Taraviricota可能是研究人員長期以來一直在尋找的RNA病毒進化中的缺失環節，它連接了RNA病毒的兩個不同的已知分支，這些分支在複製方式上出現了分歧。
為什麼它很重要
這些新的序列不僅幫助科學家更好地了解RNA病毒的進化歷史，而且還了解地球上早期生命的進化。
正如COVID-19大流行所顯示的那樣，RNA病毒可以引起致命的疾病。但RNA病毒在生態系統中也發揮着重要作用，因為它們可以感染各種各樣的生物，包括在化學層面影響環境和食物網的微生物。
繪製出這些RNA病毒在世界何處生活的地圖可以幫助澄清它們如何影響驅動我們星球的許多生態過程的生物體。這項新研究還提供了改進的工具，它可以幫助研究人員隨着基因數據庫的增長對新病毒進行編目。
仍不為人知的東西
儘管發現了這麼多新的RNA病毒，但要確定它們感染的是什麼生物體仍具有挑戰性。研究人員目前也主要限於不完整的RNA病毒基因組的片段，部分原因是它們的遺傳複雜性和技術限制。
研究人員表示，他們的下一步將是弄清楚可能缺少哪些種類的基因以及這些基因是如何隨時間變化的。而揭示這些基因將可以幫助科學家更好地了解這些病毒的工作原理。