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新研究发现超过14万种病毒生活在人类肠道中

来源: 广州九生元新特药房 发布时间:2021/2/22 14:50:30

 

  病毒是地球上数量最多的生物实体。如今,在一项新的研究中,来自英国韦尔科姆基金会桑格研究所和欧洲生物信息研究所(EMBL-EBI)的研究人员鉴定出生活在人类肠道中的超过14万种病毒,其中一半以上的病毒以前从未见过。相关研究结果发表在2021年2月18日的Cell期刊上,论文标题为“Massive expansion of human gut bacteriophage diversity”。

  这篇论文包含了对在世界各地收集的28000多个肠道微生物组样本的分析。这些研究人员发现的病毒数量和多样性高得惊人,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。

  人类肠道是一个令人难以置信的生物多样性环境。除了细菌之外,那里还生活着数十万种可以感染细菌的称为噬菌体的病毒。

  众所周知,我们肠道微生物组的失衡会导致疾病和复杂的状况,如炎症性肠病、过敏和肥胖。但对于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扮演的角色,人们了解得相对较少。

  这些研究人员使用一种称为宏基因组学的DNA测序方法,对28060个公共人类肠道宏基因组和从人类肠道培养的2898个细菌分离株基因组中发现的病毒物种的生物多样性进行了探索和编目。

  他们的分析鉴定出生活在人类肠道中的病毒种类超过14万种,其中一半以上是以前从未见过的。

  论文共同作者、EMBL-EBI博士后研究员Alexandre Almeida博士说,“重要的是要记住并不是所有的病毒都是有害的, 它们代表了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以DNA作为遗传物质,这与大多数人所熟知的病原体不同,如SARS-CoV-2或寨卡病毒,它们是RNA病毒。其次,这些样本主要来自健康的个体,他们没有任何特殊的疾病。观察到我们的肠道中生活着多少未知的物种,并试图解开它们与人类健康之间的联系,这很吸引人。”

  在发现的数以万计的病毒中,他们鉴定出一个新的高度流行的分化枝---一组被认为有共同祖先的病毒,他们称其为Gubaphage。这是在人类肠道中发现的第二个大流行的病毒分化枝,仅次于2014年发现的crAssphage。

  这两类病毒似乎都会感染相似类型的人类肠道细菌,但如果没有进一步的研究,很难知道新发现的Gubaphage的确切功能。

  论文共同通讯作者兼论文第一作者、韦尔科姆基金会桑格研究所的Luis F. Camarillo-Guerrero博士说,“我们研究的一个重要方面是确保重建的病毒基因组具有最高质量。严格的质量控制管线加上机器学习方法,使得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我们更好地了解病毒在我们的肠道微生物组中扮演什么角色铺平了道路,包括发现新的治疗方法,如源自噬菌体的抗菌剂。”

  这些研究结果构成了肠道噬菌体数据库(Gut Phage Database, GPD)的基础。GPD是一个高度编撰的数据库,包含142809个非冗余噬菌体基因组,这将是研究噬菌体及其在调节人类肠道细菌和人类自身健康中作用的宝贵资源。

  论文共同通讯作者、韦尔科姆基金会桑格研究所的Trevor Lawley博士说,“噬菌体研究目前正在经历一场复兴。这个高质量、大规模的人类肠道病毒目录来得正是时候,可以作为指导未来病毒组(virome)研究的生态学和进化分析的蓝图。”(生物谷 Bioon.com)

  参考资料:

  1.Luis F. Camarillo-Guerrero et al. Massive expansion of human gut bacteriophage diversity. Cell, 2021, doi:10.1016/j.cell.2021.01.029.

  2.Scientists identify over 140,000 virus species in the human gut

  https://phys.org/news/2021-02-scientists-virus-species-human-gut.html

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