在人肠中确定的超过140k病毒物种,以前从未见过50%

2021-02-19 05:21:04

病毒是地球上数量最多的生物实体。现在,惠康桑格研究所(Wellcome Sanger Institute)和EMBL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物种,其中一半以上从未见过。

该论文今天在《细胞》杂志上发表,其中包含了对世界各地收集的28,000多种肠道微生物组样品的分析。研究人员发现的病毒数量和多样性惊人地高,这些数据开辟了新的研究途径,以了解肠道中的病毒如何影响人类健康。

人类的肠道是一个难以置信的生物多样性环境。除细菌外,人类肠道中还存在成千上万种被称为噬菌体的病毒,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,例如炎症性肠病,过敏和肥胖。但是对我们的肠道细菌以及感染它们的噬菌体在人类健康和疾病中所起的作用知之甚少。

Wellcome Sanger研究所和EMBL的欧洲生物信息学研究所(EMBL-EBI)的研究人员使用一种称为metagenomics *的DNA测序方法,对28,060个公共人体肠道元基因组和从该细菌培养的2,898个细菌分离基因组中发现的病毒物种的生物多样性进行了调查和分类。人类的内脏。

该分析确定了人类肠道中生活着14万多种病毒物种,其中一半以上从未见过。

“重要的是要记住,并非所有病毒都是有害的,但它们代表了肠道生态系统的组成部分。一方面,我们发现的大多数病毒都以DNA作为遗传物质,这与大多数人所知道的病原体不同,例如SARS-CoV-2或Zika,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个体。看到我们的肠道中生活着多少未知物种,并试图揭开它们与人类健康之间的联系,真是令人着迷。”

在发现的成千上万的病毒中,鉴定了一个新的高度流行的进化枝或一组据信具有共同祖先的病毒,作者称其为巨噬细胞。这被发现是人类肠道中第二大最普遍的病毒进化枝,仅次于2014年发现的crssphage。

这两种病毒似乎都可以感染相似类型的人类肠道细菌,但是如果不做进一步的研究,很难知道新发现的古柏噬菌的确切功能。

“我们工作的一个重要方面是确保重建的病毒基因组具有最高质量。严格的质量控制流程加上机器学习方法使我们能够减轻污染并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肠道微生物组中的作用铺平了道路,包括发现新的治疗方法,例如来自噬菌体的抗菌剂。”

研究结果构成了肠道噬菌体数据库(GPD)的基础,该数据库是精心挑选的数据库,其中包含142,809个非冗余噬菌体基因组,对于研究噬菌体及其在调节我们双方健康方面的作用而言,这将是宝贵的资源肠道细菌和我们自己。

噬菌体研究目前正在复兴。这种高质量,大规模的人类肠道病毒目录适时出现,可以作为指导蓝图,以指导未来病毒学研究中的生态和进化分析。”

*元基因组学是对来自混合生物群落的遗传物质(基因组)集合的研究。元基因组学通常是指微生物群落的研究。 NIH国家人类基因组研究所在此处提供了更多信息:https://www.genome.gov/genetics-glossary/Metagenomics