【原】陳根：14多萬(wàn)腸道病毒，和病毒共生存

文/陳根

病毒是地球上數(shù)量最多的生物實(shí)體。當(dāng)然，病毒有好壞利弊之分，人類(lèi)腸道作為一個(gè)極其復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境，除了細(xì)菌外，更有數(shù)十萬(wàn)種噬菌體病毒也生活在其中。

噬菌體通過(guò)創(chuàng)建促進(jìn)生態(tài)適應(yīng)的基因流網(wǎng)絡(luò)來(lái)驅(qū)動(dòng)細(xì)菌群落的進(jìn)化變化。然而，病毒多樣性的程度及其在人類(lèi)腸道中的流行程度仍然很大程度上未知。

基于此，近日，頂刊Cell的一篇論文中，研究人員就篩選出高質(zhì)量基因組腸道噬菌體數(shù)據(jù)庫(kù)（GPD），并發(fā)現(xiàn)了高度流行的噬菌體進(jìn)化枝，這個(gè)發(fā)現(xiàn)為科學(xué)家解密腸道病毒如何影響人類(lèi)健康開(kāi)辟了新的研究途徑。

首先，研究人員通過(guò)挖掘28060個(gè)全球分布的人類(lèi)腸道宏基因組和2898個(gè)培養(yǎng)的腸道細(xì)菌參考基因組的數(shù)據(jù)集獲得142000個(gè)非冗余病毒基因組（>10 kb）的集合。并基于生物分析工具VirFinder和VirSorter利用已知噬菌體和其他病毒樣特征的序列相似性鑒定人類(lèi)腸道元基因組之間的病毒序列，從而獲得人類(lèi)腸道噬菌體多樣性的全面視圖。

為了進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)集的質(zhì)量，研究人員使用一種“machine-learning approach”過(guò)濾掉可移動(dòng)遺傳元件（MGE），并利用基因密度和假想蛋白質(zhì)分?jǐn)?shù)來(lái)區(qū)分質(zhì)粒和整合性接合元件(ICE)中的噬菌體。

然后以95％的平均核苷酸同一性（ANI）閾值對(duì)最后的一組過(guò)濾序列進(jìn)行重復(fù)復(fù)制，從而獲得142,809個(gè)腸道噬菌體序列的GPD數(shù)據(jù)庫(kù)。

與此同時(shí)，研究人員對(duì)GPD的28,060個(gè)元基因組進(jìn)行定位，對(duì)人的腸道噬菌體進(jìn)行了最全面的分析，并基于280個(gè)全球分布的病毒簇（VCs）進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的高度流行的噬菌體進(jìn)化枝“Gubaphage”。

這將是目前人類(lèi)腸道中第二大最普遍的病毒進(jìn)化枝，僅次于2014年發(fā)現(xiàn)的crssphage，它的出現(xiàn)為更好地理解病毒在腸道微生物組中的作用鋪平了道路。

當(dāng)然，盡管對(duì)腸道微生物的研究和了解還處于早期階段，但不可否認(rèn)，腸道微生物在人體的各個(gè)方面都具有基礎(chǔ)作用。

這也意味著，腸道微生物群的改變可能以獨(dú)特的行為途徑影響人類(lèi)健康，而這理解腸道微生物中的組構(gòu)也對(duì)每個(gè)人都具有重要意義。