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    Nature重大成果：揭示125000個病毒基因組
    
        
    
            佚名
            2024-06-06 20:30:45
        
    

        
    
           
    2016年08月21日訊 在發(fā)表于8月17日《自然》（Nature）雜志上的一項(xiàng)研究中
    ，美國能源部聯(lián)合基因組研究院（DOE JGI）的研究人員利用來自世界各地最大規(guī)模采集的組裝宏基因組數(shù)據(jù)集，揭示出了125,000個部分及完整的病毒基因組
    ，其中大多數(shù)病毒感染微生物
      。這一研究努力將已知的病毒基因數(shù)量提高了16倍
    ，為研究人員提供了獨(dú)特的病毒序列信息資源
    。
    論文的資深作者
    、DOE JGI原核生物超級計(jì)劃負(fù)責(zé)人Nikos Kyrpides說：“這是第一次有人系統(tǒng)地查看所有的生境及如此大的數(shù)據(jù)匯編
    。揭示所有這些新病毒的關(guān)鍵在于我們開發(fā)出了敏感的計(jì)算方法
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    ！?/p>
    第一作者、博士后研究人員David Paez-Espino解釋
    ，這涉及采用了一種非針對性的宏基因組學(xué)方法
    ，參考了分離病毒和手動監(jiān)管的病毒蛋白模型，他將其描述為是“迄今為止最大
    、最多樣的數(shù)據(jù)集”
    。
    研究小組分析了從DOE JGI綜合微生物基因組與微生物組樣品（Integrated Microbial Genomes with Microbiome Samples）數(shù)據(jù)管理和分析系統(tǒng)獲得的，來自10個不同類型生境
    、世界各地3,042個樣本的超過5萬億堿基（Tb）的序列
    。他們努力篩查大堆的數(shù)據(jù)集，生成了包含279萬個蛋白的125,000多個病毒序列
    。
    研究小組將病毒序列與多個生境中的多個樣本進(jìn)行了匹配
    。例如，他們發(fā)現(xiàn)一個病毒組存在于海洋過渡區(qū)95%的樣本中--這一區(qū)域定位在海面下200-1,000米之間
    ，在沒有充足的陽光照射供微生物進(jìn)行光合作用
    。
    通過分析一個CRISPR-Cas系統(tǒng)，研究人員生成了一個包含350萬間隔序列（spacer sequence）的數(shù)據(jù)庫
    。然后利用這些間隔序列檢測了病毒和噬菌體宏基因組
    ，尋找這些片段有可能最初來自何處。利用這種方法
    ，該研究小組還計(jì)算確定了近10,000種病毒的宿主
    。他們報(bào)告說：“大多數(shù)的這些聯(lián)系都是從前未知的，包括在以往未發(fā)現(xiàn)病毒的16個原核生物類群中鑒別出了充當(dāng)病毒宿主的生物
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    DOE JGI功能基因組學(xué)研究組組長說，Kyrpides開展的鑒別新病毒序列的研究工作將幫助合成生物學(xué)研究組開發(fā)出一些可以在許多細(xì)菌宿主中起作用的新啟動子
    。“我們正在不斷地尋找將跨越許多不同的類群起作用的調(diào)控DNA元件
    ，這將使得我們能夠構(gòu)建出可以在許多不同宿主中表達(dá)的基因和信號通路
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    ！?/p>
    Cheng還預(yù)計(jì)，Kyrpides研究小組生成的這一擴(kuò)充的病毒間隔序列將使得研究人員能夠?qū)ふ业椒Q作為前間區(qū)序列鄰近基序（PAMs）的其他遺傳序列
    。在噬菌體中這些序列定位靠近間隔序列
    ，可作為CRISPR-Cas的信標(biāo)，觸發(fā)如編輯或調(diào)控基因等行為
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    ！叭藗冋趯ふ倚碌腜AM序列和新的Cas9s，有了這一新信息
    ，如果你可以在同一噬菌體上定位間隔序列
    ，看看鄰近序列中有什么共有的東西，那么你就可以識別出新的PAM序列
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    ！?/p>
    “我們認(rèn)為發(fā)現(xiàn)許多大噬菌體，包括迄今為止報(bào)道的最長的噬菌體基因組
    ，指出了常規(guī)的病毒組富集和測序策略的一些局限性
    ，有可能讓這些研究對具有不同尋常特征的一些新奇的病毒產(chǎn)生偏見，”研究的共同作者Natalia Ivanova說
    。
    Kyrpides 說：“該研究最重要的一個方面就是沒有將焦點(diǎn)放在單一生境上
    。轉(zhuǎn)而我們檢測了全球的病毒組，調(diào)查了病毒在所有生態(tài)系統(tǒng)中的流動
    。我們將病毒序列數(shù)量提高了50倍
    ，鑒別出的99%的病毒家族都與以往測序的病毒沒有密切關(guān)系。我們將充當(dāng)病毒宿主的微生物類群數(shù)量增長了超過一倍
    ，構(gòu)建出了第一個全球病毒分布圖
    。這提供了巨大數(shù)量的數(shù)據(jù)供未來的數(shù)年進(jìn)行更詳細(xì)的研究?div   id="jfovm50"   class="index-wrap">！?/p>

          
    本文地址:http://m.mcys1996.com/jiankang/303793.html.
    
          
    
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