|
majer @ 2021.06.30 , 08:42 今天發表在《自然·微生物學》上的研究發現了生活在人類腸道中的54118種病毒，其中92%是以前未知的。 但正如聯合基因組研究所和加州斯坦福大學所發現的，其中絕大多數是噬菌體——"吃"細菌的病毒，不攻擊人體細胞。 當我們大多數人想到病毒時，都是如腮腺炎、麻疹或最近的COVID-19之類的壞東西。然而，在我們的身體里有大量這種微小的寄生者——主要是在腸道里——專門針對其它的小生物。 除了幫助我們消化食物，這些微生物還有許多其他重要作用。它們保護我們免受致病菌的侵害，調節我們的精神健康，在我們還是孩子的時候為我們的免疫系統打基礎，并在成年后的免疫調節中持續發揮作用。 可以說，人類的腸道現在是地球上研究得最充分的微生物生態系統。然而，生活在那里的70%以上的微生物物種還未經實驗室培養過。 我們之所以知道這一點，是因為可以通過一種被稱為元基因組學的方法獲得腸道微生物組的基因藍圖。這是一種強大的技術，直接從環境中提取DNA并進行隨機測序，給我們提供了一個快照，讓我們知道里面存在什么，以及它可能在做什么。 元基因組學研究表明，要對人類腸道中的所有微生物物種進行編目和分離。 11810份糞便樣本 在新研究中，我們通過計算從11810個公開的糞便樣本的元基因組中挖掘出病毒序列，這些樣本來自24個不同國家的人。 這一工作產生了元基因組腸道病毒目錄，這是學科內迄今為止最大的信息資源。目錄包括189·680個病毒基因組，代表了50000多個不同的病毒物種。 值得注意的是，這些病毒物種中90%以上是未知的。它們共同編碼了超過45萬種不同的蛋白質——一個巨大的功能潛力庫，可能對它們的微生物宿主有利，也可能對人類有害。 我們還深入研究了不同病毒的亞種，發現一些病毒在24個國家中顯示出驚人的地理模式。 例如，最近描述的神秘的crAssphage的一個亞種在亞洲很普遍，但在歐洲和北美的樣本中卻很少或沒有。 耐人尋味的是，我們發現三分之一最常見的病毒編碼蛋白具有未知的功能，包括11000多個與 "β-內酰胺酶 "有遠距離關系的基因，這些基因能夠對青霉素等抗生素產生抗性。 在確定了噬菌體之后，我們的下一個任務是將它們與它們的微生物宿主聯系起來。細菌的免疫系統，能夠 "記住"過去的病毒感染并防止它們再次發生。 它們通過復制和存儲入侵病毒的片段到它們自己的基因組中來實現這一目標。 我們利用這種對過去攻擊的記錄，將許多病毒序列與它們在腸道生態系統中的宿主聯系起來。不出所料，高含量的病毒物種與腸道中高含量的細菌物種相聯系，大部分屬于細菌門的Firmicutes和Bacteroidota。 那么，我們能用這些新信息做什么呢？腸道病毒及其宿主清單，最有希望的應用是噬菌體療法。 人們一直在討論使用飲食干預、益生菌、益生元甚至 (糞便微生物群移植)來定制人們的腸道微生物群，以改善個人的健康。 噬菌體療法可能是對這一目標的有益補充，它為微生物組操作增加了物種甚至亞種級別的精確性。 然而，值得注意的是，根據我們的數據預測，我們只調查了全部腸道病毒多樣性的一小部分。所以我們仍然有很長的路要走。 |
|
|
