De enorme fagen werden gevonden door het doorzoeken van een grote database met DNA gegenereerd uit bijna 30 verschillende omgevingen, variërend van het lef van premature baby's en zwangere vrouwen tot een Tibetaanse warmwaterbron, een Zuid-Afrikaanse bioreactor, ziekenhuis kamers, oceanen, meren en diep onder de grond.
De fagen - een afkorting voor bacteriofaag omdat ze bacteriën 'eten' - zijn van een grootte en complexiteit die als typisch voor het leven worden beschouwd, dragen talrijke genen die normaal in bacteriën worden aangetroffen en gebruiken deze genen tegen hun bacteriële gastheren.
De bevindingen geven nieuw inzicht in de constante strijd tussen fagen en bacteriën.
De studie werd gedaan door wetenschappers van de Universiteit van Melbourne en de Universiteit van Californië, Berkeley, die 351 verschillende enorme fagen identificeerde, allemaal met genomen die vier keer of meer groter zijn dan de gemiddelde genomen van virussen die op bacteriën jagen.
Een van de ontdekkingen was de grootste bacteriofaag tot nu toe:het genoom, 735, 000 basenparen lang, is bijna 15 keer groter dan de gemiddelde faag. Dit grootste bekende faaggenoom is veel groter dan het genoom van veel bacteriën.
"We onderzoeken het microbioom van de aarde en soms duiken er onverwachte dingen op, " zei professor Jill Banfield, de senior auteur van de bevindingen die nu zijn gepubliceerd in Natuur . "Deze virussen van bacteriën maken deel uit van de biologie, van replicerende entiteiten, waar we heel weinig van weten."
Professor Banfield is nu in Berkeley in aard- en planetaire wetenschap en milieuwetenschappen, beleid en management, maar deed een aanzienlijk deel van haar werk aan de fagen toen ze op de School of Earth Sciences aan de Universiteit van Melbourne zat.
Deze enorme fagen overbruggen de kloof tussen niet-levende bacteriofaag, aan de ene kant, en bacteriën en Archaea (de diversiteit aan bacteriën). Er lijken zeker succesvolle bestaansstrategieën te zijn die een kruising zijn tussen wat wij beschouwen als traditionele virussen en traditionele levende organismen."
Professor Jill Banfield
De nieuwe bevindingen hebben ook gevolgen voor ziekten bij de mens. Virussen dragen over het algemeen genen tussen cellen, inclusief genen die resistentie tegen antibiotica verlenen. En aangezien fagen overal voorkomen waar bacteriën en Archaea leven, inclusief het menselijke darmmicrobioom, ze kunnen schadelijke genen in de bacteriën brengen die mensen koloniseren.
"Sommige ziekten worden indirect veroorzaakt door fagen, omdat fagen zich verplaatsen rond genen die betrokken zijn bij pathogenese en antibioticaresistentie, " zei professor Banfield. "En hoe groter het genoom, hoe groter de capaciteit die je hebt om rond dat soort genen te bewegen, en hoe groter de kans dat je ongewenste genen kunt afleveren aan bacteriën in menselijke microbiomen."
Professor Banfield bestudeert al meer dan 15 jaar de diversiteit van bacteriën.