Вирусы - самые многочисленные биологические объекты на планете. Теперь исследователи из Института Wellcome Sanger и Европейского института биоинформатики EMBL (EMBL-EBI) определили более 140 000 видов вирусов, живущих в кишечнике человека, более половины из которых никогда ранее не встречались.
Доклад, опубликованный сегодня (18 февраля 2021 г.) в журнале Cell, содержит анализ более 28 000 образцов кишечного микробиома, собранных в разных частях мира. Количество и разнообразие вирусов, обнаруженных исследователями, было на удивление велико, и полученные данные открывают новые возможности для изучения того, как вирусы, живущие в кишечнике, влияют на здоровье человека.
Кишечник человека - невероятно биоразнообразная среда. Помимо бактерий, там также живут сотни тысяч вирусов, называемых бактериофагами, которые могут заражать бактерии.
Известно, что дисбаланс в нашем кишечном микробиоме может способствовать возникновению заболеваний и сложных состояний, таких как воспалительные заболевания кишечника, аллергии и ожирение. Но относительно мало известно о роли наших кишечных бактерий и бактериофагов, которые их заражают, в здоровье и болезнях человека.
Используя метод секвенирования ДНК, называемый метагеномикой, исследователи из Института Wellcome Sanger и Европейского института биоинформатики EMBL (EMBL-EBI) изучили и каталогизировали биоразнообразие видов вирусов, обнаруженных в 28 060 общедоступных метагеномах кишечника человека и 2, 898 геномов бактериальных изолятов, культивированных из кишечника человека.
Анализ выявил более 140 000 видов вирусов, живущих в кишечнике человека, более половины из которых ранее никогда не встречались.
Доктор Александр Алмейда, научный сотрудник EMBL-EBI и Института Wellcome Sanger, сказал: «Важно помнить, что не все вирусы вредны, но представляют собой неотъемлемый компонент экосистемы кишечника. Во-первых, большинство вирусов, которые мы обнаружили, имеют ДНК в качестве генетического материала, который отличается от патогенов, известных большинству людей, таких как SARS-CoV-2 или Зика, которые являются РНК-вирусами. Во-вторых, эти образцы были получены в основном от здоровых людей, которые не какие-либо конкретные заболевания. Удивительно видеть, как много неизвестных видов живут в нашем кишечнике, и пытаться разгадать связь между ними и здоровьем человека».
Среди десятков тысяч обнаруженных вирусов была идентифицирована новая широко распространенная клада - группа вирусов, предположительно имеющая общего предка, которую авторы называют Губафагом. Было обнаружено, что это вторая наиболее распространенная ветвь вируса в кишечнике человека после crAssphage, открытого в 2014 году.
Оба этих вируса, по-видимому, заражают схожие типы кишечных бактерий человека, но без дальнейших исследований трудно узнать точные функции недавно обнаруженного Губафага.
Доктор Луис Ф. Камарильо-Герреро, первый автор исследования из Института Wellcome Sanger, сказал: «Важным аспектом нашей работы было обеспечение того, чтобы реконструированные вирусные геномы были самого высокого качества. Строгое качество конвейер управления в сочетании с подходом машинного обучения позволили нам уменьшить загрязнение и получить очень полные вирусные геномы. Высококачественные вирусные геномы прокладывают путь к лучшему пониманию того, какую роль вирусы играют в нашем кишечном микробиоме, включая открытие новых методов лечения, таких как противомикробные препараты из бактериофагового происхождения."
Результаты исследования составляют основу Базы данных кишечных фагов (GPD), тщательно отобранной базы данных, содержащей 142 809 неповторяющихся фаговых геномов, которая станет бесценным ресурсом для тех, кто изучает бактериофаги и их роль. на регулировании здоровья как наших кишечных бактерий, так и нас самих.
Доктор Тревор Лоули, старший автор исследования из Института Wellcome Sanger, сказал: «Исследования бактериофагов в настоящее время переживают ренессанс. служить планом для проведения экологического и эволюционного анализа в будущих исследованиях вирома».