"ไวรัสซอมบี้" จากเพอร์มาฟรอสต์: ฟื้นขึ้นมาได้อย่างไรและทำไม

มากถึงหนึ่งในสี่ของส่วนทวีปของซีกโลกเหนือถูกปกคลุมด้วยชั้นดินเยือกแข็งถาวร เธอจะ

ส่วนสำคัญของไซบีเรียทางตอนเหนือของยุโรปบางส่วนของรัสเซีย แคนาดา และอลาสกา เนื่องจากสภาพอากาศที่อบอุ่น ดินที่ยังคงแข็งตัวมานานนับพันปีจึงค่อยๆ ละลายและปล่อยก๊าซเรือนกระจก

นอกจากการปล่อยสารกัมมันตภาพรังสีแล้ว ดินยังมีจุลินทรีย์และไวรัสซึ่งตั้งแต่ยุคก่อนประวัติศาสตร์มาถึงในสถานะ "ตายครึ่ง" อยู่เฉยๆ กลุ่มนักวิจัยนานาชาติจากรัสเซีย ฝรั่งเศส และเยอรมนี ตัดสินใจทดสอบว่าไวรัสที่ "ละลาย" สามารถฟื้นฟูกิจกรรมและทำให้สิ่งมีชีวิตสมัยใหม่ติดเชื้อได้หรือไม่

เหตุใดจึงต้องมีการทดลอง

ภาวะโลกร้อนจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษในแถบอาร์กติกตามการประมาณการต่างๆ อุณหภูมิในภูมิภาคนี้สูงขึ้นเร็วกว่าค่าเฉลี่ยทั่วโลกสองหรือสี่เท่า นักวิจัยกำลังบันทึกการละลายของเพอร์มาฟรอสต์ที่ระดับความลึกที่มากขึ้น เป็นผลให้ชั้นอินทรีย์โบราณที่แข็งตัวเมื่อหลายหมื่นปีก่อนได้รับความร้อนและละลาย ในอนาคต กระบวนการนี้อาจส่งผลกระทบต่อเพอร์มาฟรอสต์ซึ่งก่อตัวขึ้นเมื่อหลายล้านปีก่อน

การละลายของชั้นดินเยือกแข็งถาวรไม่เพียงเกี่ยวข้องเท่านั้นการสลายตัวของอินทรียวัตถุโบราณซึ่งนำไปสู่การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และมีเทนออกสู่ชั้นบรรยากาศ ส่งผลให้ภาวะโลกร้อนเพิ่มมากขึ้น ในขณะเดียวกันก็บันทึกการฟื้นฟูจุลินทรีย์โบราณแต่ละชนิดที่ทำให้เกิดการติดเชื้อในสัตว์ 

ตัวอย่างเช่น ในปี 2559 บนคาบสมุทรยามาลนักวิจัยได้บันทึกการระบาดครั้งใหญ่ของโรคแอนแทรกซ์ในกวางเรนเดียร์ จากนั้นมีสัตว์ติดเชื้อมากกว่า 2.5 พันตัวซึ่งเกือบทุกเก้าตัวเสียชีวิต จากการสัมผัสกับกวางที่ป่วยทำให้มีผู้ติดเชื้อ 36 คนซึ่งหนึ่งในนั้นเสียชีวิต การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการติดเชื้อเกิดจากเชื้อแบคทีเรีย Bacillus anthracis สายพันธุ์จากที่ฝังศพวัวโบราณ เชื้อโรคถูกกระตุ้นเนื่องจากอุณหภูมิผิดปกติ ซึ่งนำไปสู่การหลอมละลายของดินที่ความลึกมากกว่าปกติ

ชั้นโบราณอายุกว่าล้านปีปีอาจมีเชื้อโรคที่ไม่รู้จักอย่างสมบูรณ์ ในขณะเดียวกัน แม้จะมีการศึกษาจำนวนมากที่ทุ่มเทให้กับความเป็นไปได้ในการ "ฟื้นฟู" แบคทีเรียจากเพอร์มาฟรอสต์ แต่ความเป็นไปได้ของการเกิด "ไวรัสซอมบี้" และผลที่ตามมายังคงเป็นที่เข้าใจกันไม่ดีนัก นักวิทยาศาสตร์กล่าว

ไวรัสฟื้นคืนชีพได้อย่างไร?

นักวิจัยแยกไวรัสได้ 13 ชนิดจากเจ็ดตัวอย่างของเพอร์มาฟรอสต์จากไซบีเรีย หนึ่งตัวอย่างจากคัมชัตกา และอีกตัวอย่างหนึ่งจากฝั่งโคลนของแม่น้ำลีนาในยาคุเตีย จีโนมของเชื้อโรคแตกต่างจากอะนาล็อกสมัยใหม่ที่รู้จัก แต่พวกมันทั้งหมดอยู่ในสกุลที่แตกต่างกัน 5 สกุลซึ่งติดเชื้อจุลินทรีย์เซลล์เดียวจากสกุล Acanthamoeba (Acanthamoeba) ในหมู่พวกเขา ได้แก่: pandoravirus, cedratvirus, megavirus และ pacmanvirus รวมถึงสายพันธุ์ใหม่ของ pitovirus

อายุของไวรัสที่เก่าแก่ที่สุดที่พบนักวิจัยคาดการณ์ไว้ที่ 48.5 พันปี เก้าคนใช้เวลาอย่างน้อย 10,000 ปีในสภาวะเยือกแข็ง ในเวลาเดียวกันตัวอย่างไม่เพียงได้รับจากดินเท่านั้น: สามตัวอย่างถูกเก็บรักษาไว้ในขนแกะแมมมอ ธ ที่แช่แข็งเมื่อกว่า 27,000 ปีก่อนและอีกตัวอย่างหนึ่งอยู่ในลำไส้ของหมาป่าไซบีเรียนโบราณตัวเดียวกัน

ตัวอย่างของไวรัสต่างๆ ที่พบในเพอร์มาฟรอสต์ ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ รูปภาพ: Jean-Marie Alempic et al., ไวรัส

ไวรัสที่พบทั้งหมดเป็นไวรัสขนาดใหญ่ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่นักวิจัยมุ่งความสนใจไปที่การศึกษาสายพันธุ์ที่มองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบธรรมดาและไม่ต้องการเครื่องมือที่ซับซ้อนกว่านี้ สิ่งนี้ทำให้เชื้อโรคดังกล่าวเป็นต้นแบบที่ดีที่ง่ายต่อการศึกษาในห้องปฏิบัติการ ผู้เขียนบันทึกไว้ในเอกสารของพวกเขา

ในห้องปฏิบัติการปิด นักวิทยาศาสตร์ละลายเชื้อโรคโบราณและจัดลำดับจีโนมของพวกมัน จากนั้นนักวิจัยได้ติดเชื้อเซลล์อะมีบาด้วยไวรัสเหล่านี้ เนื่องจากสปีชีส์ที่พบส่วนใหญ่แพร่พันธุ์ภายใน Acanthamoeba การเปิดใช้งานจึงมีความเสี่ยงน้อยที่สุดในการแพร่เชื้อไปยังช่างเทคนิคในห้องปฏิบัติการ Jean-Michel Claverie นักจุลชีววิทยาแห่งมหาวิทยาลัย Aix-Marseille ในฝรั่งเศสและผู้เขียนร่วมของการศึกษาใหม่กล่าวว่า “ตัวที่เราฟื้นขึ้นมานั้นไม่เป็นอันตราย พวกมันติดเชื้อเฉพาะอะมีบาเท่านั้น”

การศึกษาแสดงให้เห็นอะไร?

การวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าหลังจากละลายน้ำแข็งแล้วไวรัสยังคงมีความสามารถในการติดเชื้ออะมีบา พวกมันเจาะเข้าไปในเซลล์ของจุลินทรีย์ได้สำเร็จ ในขณะที่การติดเชื้อเริ่มต้นการจำลองแบบของจีโนมของไวรัสและการก่อตัวของอนุภาคใหม่ที่ปล่อยออกมาและทำให้จุลินทรีย์อื่นๆ ติดเชื้อ

การศึกษายืนยันความสามารถขนาดใหญ่ไวรัส DNA ที่ติดเชื้ออะมีบาจะยังคงแพร่เชื้อได้หลังจากใช้เวลามากกว่า 48,000 ปีในชั้นดินเยือกแข็งถาวร สำหรับสามในห้าจำพวกที่ศึกษา นี่เป็นตัวอย่างแรกของการเปิดใช้งานอีกครั้งหลังจากการแช่แข็ง 

เรากำลังดูไวรัสเหล่านี้ที่ติดเชื้ออะมีบาเป็นตัวแทนของไวรัสที่เป็นไปได้อื่น ๆ ที่อาจแฝงตัวอยู่ในเพอร์มาฟรอสต์ เราเห็นร่องรอยของไวรัสอื่น ๆ มากมาย มากมาย เรารู้ว่าพวกเขาอยู่ที่นั่น เราไม่รู้แน่ชัดว่าพวกเขายังมีชีวิตอยู่หรือไม่ แต่เราคิดว่าหากไวรัสอะมีบายังมีชีวิตอยู่ ก็ไม่มีเหตุผลใดที่ไวรัสอื่นๆ จะตายและไม่สามารถแพร่เชื้อไปยังโฮสต์ของพวกมันได้

Jean-Michel Claverie ผู้ร่วมวิจัยให้สัมภาษณ์กับ CNN

นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่านอกเหนือจากการฟื้นคืนชีพแล้วจากไวรัสที่ติดเชื้ออะมีบา ร่องรอยของสายพันธุ์อื่นๆ จำนวนมากถูกพบในตัวอย่างจากนิรันดร์ รวมถึงบางชนิดที่เกี่ยวข้องกับเชื้อโรคในมนุษย์ที่รู้จัก เช่น พอกซ์ไวรัส (poxviruses) และไวรัสเริม เนื่องจากมีศักยภาพสูงในการก่อโรคและความเสี่ยงในการแพร่กระจายสู่มนุษย์ นักชีววิทยาจึงไม่ได้ตรวจสอบว่าไวรัสเหล่านี้ยังคงสามารถแพร่เชื้อไปยังสิ่งมีชีวิตอื่นได้หรือไม่

ไวรัสจำนวนมากที่จะปล่อยออกมาโดยเมื่อน้ำแข็งละลายจะไม่มีใครรู้จัก ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่าพวกมันจะติดต่อได้หรือไม่ และเมื่อสัมผัสกับแสง ความร้อน และออกซิเจนจากสิ่งแวดล้อม แต่ผลการทดลองบ่งชี้ว่าอย่างน้อยบางส่วนสามารถแพร่เชื้อสู่คนได้ ในขณะที่คนอาจไม่มีภูมิต้านทานต่อเชื้อโรคดังกล่าว

จากภาวะโลกร้อนที่หลีกเลี่ยงไม่ได้นักวิทยาศาสตร์เรียกร้องให้ระมัดระวังเมื่อทำเหมืองในพื้นที่ที่แห้งแล้ง และยังระบุถึงความจำเป็นในการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อลดความเสี่ยงของการแพร่ระบาดที่เกิดจากไวรัสที่ไม่รู้จัก

อ่านเพิ่มเติม:

เฮลิคอปเตอร์ของ NASA แสดงพระอาทิตย์ตกบนดาวอังคาร ดูไม่เหมือนดิน

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ารูปร่างของเอกภพไม่ได้เป็นอย่างที่ทุกคนคิด

พบขุมทรัพย์ที่ถูกซ่อนไว้ในช่วงสงครามเมื่อเกือบ 1,000 ปีที่แล้ว