Arktik koji se otapa daje znanstvenicima vrijedan pristup davno mrtvim virusima

Ova je priča objavljena u suradnji s Nexus Media, sindicirane vijesti koje pokrivaju klimu, energiju, politiku, umjetnost i kulturu.

Desetljećima je Inuitkinja, žrtva španjolske gripe 1918., ležala pokopana u masovnoj grobnici ispod šest stopa permafrosta na Aljasci. Ali kada se smrznuto tlo počelo topiti 1990-ih, inuitski grad Brevig Mission dao je znanstvenicima dopuštenje da je iskopaju. Njezino obilje tjelesne masnoće držalo je njezina pluća izoliranima od viših temperatura, pomažući u očuvanju fragmenata virusa koji leže unutra.

Zahvaljujući ovom otkriću, istraživači su uspjeli dešifrirati genetski nacrt virusa, što im je nedavno omogućilo da shvate zašto je gripa iz 1918. bila tako smrtonosna. Kažu da će njihovi uvidi pomoći stručnjacima za javno zdravstvo da se bolje pripreme za sljedeću pandemiju.

Ovo je potencijalno jedna mala prednost spore katastrofe na Arktiku. Rastuće temperature otapaju permafrost, oslobađajući

ogromne količine metana, snažan plin koji zadržava toplinu. Ali kako se zemlja otapa, također bi moglo otkriti podrijetlo mnogih bolesti, poput šarlaha ili koronavirusa, pomažući znanstvenicima da razumiju prošle epidemije i da se nose s novima.

"Ne možemo predvidjeti budućnost, ali razumijevanjem prošlosti imamo naznake o tome što bi se moglo dogoditi", kaže David Morens, viši savjetnik ravnatelja Nacionalnog instituta za alergije i zarazne bolesti i koautor od a Rad iz 2007 o otkriću čestica španjolske gripe na Aljasci. Bilo je potrebno 10 godina da se utvrdi genetski sastav gripe, rekao je, uspoređujući njihov rad s lijepljenjem tisuća komadića razbijene šalice čaja. (Danas bi, zahvaljujući tehnološkom napretku, posao trajao tek danima.)

Konačno, u studija objavljena prošle godine, Morenov tim identificirao je gen u soju iz 1918. koji je uzrokovao da bolest postane tako smrtonosna. Također su utvrdili da su pandemije 1957, 1968 i 2009 uzrokovani su virusima koji potječu od soja 1918.

"Sada znamo da je virus iz 1918. bio genetski vrlo blizak ptičjem virusu koji postoji danas", kaže Morens.

U drugi papir objavljen prošle godine, znanstvenici su detaljno opisali kako bi se njihovo istraživanje moglo iskoristiti za razvoj univerzalnog cjepiva protiv gripe, koji bi mogli pružiti zaštitu od nekoliko različitih sojeva i izbjeći potrebu za godišnjim cijepljenje. Ta su otkrića među mnogim tajnama koje leže ispod smrznutog arktičkog tla.

“To je poput vremenske kapsule. Proučavali smo ih naprijed, a sada smo u mogućnosti ići i unatrag,” kaže Morens. “Što se Zemlja više zagrijava, otkrivat će se više izvora virusa. Teško je znati što ćemo pronaći, ali imam osjećaj da ćemo ih pronaći dok budemo tražili viruse i druge organizme na novijim mjestima.”

Istini za volju, ovo je mlado područje istraživanja. Znanstvenici su tek počeli prepoznavati istraživački potencijal otapanja permafrosta. U nekom trenutku, kažu stručnjaci, mogli bi čak pronaći uzorke drevnih koronavirusa. Ako to učine, virolozi bi mogli naučiti nekoliko stvari koje bi im pomogle u borbi protiv trenutne epidemije.

“Koronavirusi su posvuda”, kaže Robert T. Schooley, specijalist za zarazne bolesti na Kalifornijskom sveučilištu San Diego. "Nalaze se u šišmišima i drugim sisavcima, a te zaražene životinje umiru i također se zakopavaju u smrznutu zemlju."

Iako postoji mala opasnost da znanstvenici ožive uspavane bolesti zakopane pod zemljom, mnogi istraživači vjeruju da je vrijedno rizika kako bi se bolje razumjelo podrijetlo smrtonosnih bolesti. I kažu da su prijetnje male kada poduzmu prave mjere opreza. U slučaju španjolske gripe, na primjer, virusni fragmenti bili su zapravo mrtvi. Mogli su se uzgajati samo u laboratoriju.

Među mnogim čudima koja su nastala iz arktičkog tla su bakteriofagi—virusi koji ubijaju bakterije. Znanstvenici ih proučavaju zbog njihovog potencijala da spriječe po život opasne bakterije otporne na antibiotike. Budući da svaki bakteriofag cilja drugu bakteriju, svaki novi otkriveni soj doprinosi rastućem arsenalu tretmana. One davno zakopane također pružaju naznake o prirodi drevnih bakterija koje su postojale prije nekoliko tisuća godina.

“Postoje tone bakteriofaga, i to će biti isti oni koji su bili zakopani kada je permafrost prvi put položen. Proučavajući ih, to će nam reći koje su bakterije uspjeli ubiti u to vrijeme,” kaže Schooley.

Znanstvenici su također otkrili jednu vrstu "divovski virus" u 30 000 godina starom uzorku sibirskog permafrosta. Iako mikroskopski, ogroman je u usporedbi s konvencionalnim virusima. Unatoč nazivu koji izaziva strah, soj otkriven u Sibiru nije prijetnja ljudi.

Međutim, nije svaki mikrob zakopan u permafrostu tako dobroćudan. I dok znanstvenici paze na suzbijanje smrtonosnih bolesti, neke bi mogle oživjeti same od sebe. Na primjer, vjeruje se da je odmrzavanje 75 godina stare lešine mrtvog sobova zaraženog antraksom uzrok Izbijanje antraksa 2016 u Sibiru od koje su se razboljeli deseci ljudi i usmrtila jedno dijete.

Iako vrućina ubija gotovo sve viruse, neki rijetki tipovi, poput velikih boginja, mogli bi preživjeti otopljenje, prema Stephenu Morse, stručnjak za zarazne bolesti i profesor epidemiologije na Sveučilištu Columbia Mailman School of Public Zdravlje. Godine 1980. Svjetska zdravstvena organizacija deklarirano bolest je iskorijenjena, ali topljenje permafrosta moglo bi je potencijalno vratiti.

"Ako je dovoljno suh, dobro će se snaći u toplim uvjetima, jer je prilično otporan virus", kaže Morse. Dodaje da prije znanstvenici nisu mogli zamisliti povratak velikih boginja iz groba, ali rastuće temperature su to učinile vrlo mogućom. “Ideja je bila nategnuta. Ali sada, s klimatskim promjenama, čini se da to nije nemoguć scenarij", kaže.

Klimatske promjene uzrokuju topljenje permafrosta alarmantnom brzinom. Dok je arktički permafrost trenutno pokriva područje veći od Rusija, do kraja stoljeća mogao bi se smanjiti na površinu manju od Aljaska, prema jedna procjena.

"To je zabrinjavajuće jer postoji tako velika količina ugljika", kaže Janet Jansson, glavna znanstvenica za biologiju u odjelu za biološke znanosti Nacionalnog laboratorija Pacific Northwest. Ona proučava kako velikim dijelom uspavani mikrobi zarobljeni u permafrostu probuditi se kad se zemlja otopi. Ti mikrobi počinju gutati raspadnute biljke i izbacivati ​​plinove koji zagrijavaju planet.

To bi bio ozbiljan problem, prema Robertu Maxu Holmesu, zamjeniku direktora i višem znanstveniku u istraživačkom centru Woods Hole u Massachusettsu. Arktički permafrost sadrži dvostruko više ugljika kakva se trenutno nalazi u atmosferi. Čak i malo zagrijavanje moglo bi osloboditi golemu zalihu zakopanog ugljika, kaže on.

"Građao se desecima tisuća godina i to je velika stvar zbog koje bismo se trebali zabrinuti", dodaje. “Kad taj vlak krene sa stanice, bit će teže zakočiti. Kad jednom počne, bit će teško stati.”

Srebrna podstava, koliko god mala bila, jest da bi topljenje permafrosta također moglo dovesti do niza novih otkrića koja mogu spasiti živote. Klimatske promjene otključavaju trezor bioloških misterija koje bi mogle pomoći znanstvenicima da zadrže neke od najsmrtonosnijih bolesti podalje.

"To okruženje sadrži mnogo tajni", kaže Morens. "Dok mijenjamo i objavljujemo te stvari, nemoguće je predvidjeti kakva bismo iznenađenja mogli pronaći."