Cell 在人类肠道中发现了超过 14 万种病毒

来源: 生物通 / 作者: 2021-02-23
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Sanger 研究所和 EMBL 的欧洲生物信息学研究所(EMBL-EBI)的研究人员已经鉴定出超过 14 万种生活在人类肠道中的病毒,其中一半以上是以前从未见过的。研究人员发现的这些病毒的数量和多样性令人惊讶,这些数据为了解生活在肠道中的病毒如何影响人类健康开辟了新的研究途径。

这一研究发现公布在 Cell 杂志上。

人类肠道是一个复杂的生物多样性环境。除了细菌外,数十万种被称为噬菌体的病毒也生活在那里,它们可以感染细菌。

众所周知,肠道微生物组的失衡会导致疾病和复杂的疾病,如炎症性肠病、过敏和肥胖。但我们对感染肠道细菌的噬菌体在人类健康和疾病中的作用知之甚少。

在最新研究中,研究人员使用 “宏基因组学” 的 DNA 测序方法,对 28060 个公共人体肠道亚基因组和 2898 个从人体肠道培养的细菌分离物基因组中发现的病毒物种的多样性进行了探索和编目。

研究分析确定了存在于人类肠道的 14 万种病毒,其中一半以上以前从未见过。

EMBL-EBI 和 Sanger 研究所的博士后 Alexandre Almeida 博士说:“重要的是,并非所有病毒都是有害的,而是肠道生态系统的一个组成部分。首先,我们发现的大多数病毒都是以 DNA 作为其遗传物质,这与大多数人所知道的病原体不同,比如 SARS-CoV-2 或寨卡病毒,它们是 RNA 病毒。其次,这些样本主要来自没有任何特定疾病的健康人。看到有许多未知物种生活在我们的肠道里,并试图解开它们与人类健康之间的联系,这是一件令人着迷的事情。”

在发现的数以万计的病毒中,有一个后期高度流行的分支:一组具有共同祖先的病毒,被鉴定出来,作者称之为 Gubaphage。这是继 2014 年发现的 crAssphage 之后,人类肠道中第二流行的病毒分支。

这两种病毒似乎都感染相似类型的人类肠道细菌,但是,如果没有进一步的研究,还很难知道新发现的 Gubaphage 的确切功能。

这项研究的第一作者 Luis F.Camarillo Guerrero 博士说:“我们工作的一个重要方面是确保重建的病毒基因组具有高质量。严格的质量控制加上机器学习方法使我们能够减轻污染,获得高度完整的病毒基因组。高质量的病毒基因组为更好地了解病毒在我们肠道微生物群中所起的作用铺平了道路,包括发现新的治疗方法,如噬菌体来源的抗菌剂等。”

这一研究结果也构成了肠道噬菌体数据库(GPD)的基础,这是一个包含 142,809 个非冗余噬菌体基因组数据集,这将成为研究噬菌体及其在调节肠道细菌和我们自身健康方面所起作用的宝贵资源。

另外一位作者 Trevor Lawley 博士说:“噬菌体研究目前正在经历一次复兴。这一高质量、大规模的人类肠道病毒目录恰逢其时,可作为未来病毒组研究中指导生态和进化分析的蓝图。”

原文标题:

Luis F. Camarillo-Guerrero, Alexandre Almeida, Guillermo Rangel-Pineros, Robert D. Finn, Trevor D. Lawley. Massive expansion of human gut bacteriophage diversity. Cell, 2021; 184 (4): 1098 DOI: 10.1016/j.cell.2021.01.029  

      

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