在海洋中發(fā)現(xiàn)的新型病毒

一種主導(dǎo)從世界海洋采集的水樣的病毒長期以來一直沒有進(jìn)行分析，因?yàn)樗哂袠?biāo)準(zhǔn)測試無法檢測的特征。然而，麻省理工學(xué)院和阿爾伯特愛因斯坦醫(yī)學(xué)院的研究人員現(xiàn)在設(shè)法分離和研究這些難以捉摸的病毒的代表，這些病毒在病毒進(jìn)化中提供了一個(gè)關(guān)鍵的缺失環(huán)節(jié)，并在調(diào)節(jié)細(xì)菌種群方面發(fā)揮了重要作用，正如一項(xiàng)新的研究報(bào)告。

病毒是細(xì)菌的主要捕食者，研究結(jié)果表明，目前對細(xì)菌病毒多樣性的看法存在重大盲點(diǎn)。這些結(jié)論是通過對麻省理工學(xué)院博士后Kathryn Kauffman，土木與環(huán)境工程學(xué)教授Martin Polz，阿爾伯特愛因斯坦醫(yī)學(xué)院Libusha Kelly教授以及其他九位教授的海洋樣本進(jìn)行詳細(xì)分析而得出的。結(jié)果將在本周的“自然”雜志上報(bào)道。

新發(fā)現(xiàn)的病毒缺乏在大多數(shù)編目和測序的細(xì)菌病毒中發(fā)現(xiàn)的“尾巴”，并且具有其他一些不尋常的特性，導(dǎo)致他們被之前的研究遺漏。為了紀(jì)念這一事實(shí)，研究人員將這個(gè)新組織命名為Autolykiviridae--來自希臘神話中的一個(gè)角色，后者因難以捕獲而傳奇。并且，與僅捕獲一種或兩種細(xì)菌的??典型病毒不同，這些無尾品種可以感染數(shù)十種不同類型，通常是不同物種，強(qiáng)調(diào)了它們的生態(tài)相關(guān)性。

這項(xiàng)研究“為進(jìn)一步了解病毒在海洋中的作用開辟了新的途徑，”南加州大學(xué)麥卡勒克 - 克羅斯比海洋生物學(xué)主席Jed Fuhrman說，他沒有參與這項(xiàng)工作。“從實(shí)際意義上講，它還表明我們需要改變一些常用方法，以便為各種研究捕獲這些病毒，”他說。“我認(rèn)為這是該領(lǐng)域的重要進(jìn)展。”

Kauffman解釋說，目前病毒 -細(xì)菌相互作用的環(huán)境模型基于經(jīng)過充分研究的尾病毒，因此它們可能缺少自然界中發(fā)生的相互作用的重要方面。

“我們已經(jīng)知道病毒在那里非常重要，”Kauffman說，指的是地表海洋，研究人員的樣本被抽取，每毫升水中發(fā)現(xiàn)大約1000萬個(gè)病毒。Polz說，雖然“實(shí)驗(yàn)室研究的大部分病毒都有尾巴，但海洋中的大多數(shù)病毒都沒有。”因此，研究小組決定研究一種無尾病毒，這種病毒會感染一組叫做弧菌的細(xì)菌。經(jīng)過大量測試，他們發(fā)現(xiàn)“其中一些感染異常大量的宿主，”他說。

在對Autolykiviridae的代表進(jìn)行測序后，研究人員發(fā)現(xiàn)“他們的基因組與其他病毒完全不同，”Polz說。首先，它們的基因組非常短：大約10,000個(gè)堿基，相比典型的40,000-50,000個(gè)尾病毒。“當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)時(shí)，我們感到很驚訝，”他說。

利用新的序列信息，研究人員能夠梳理數(shù)據(jù)庫，發(fā)現(xiàn)這些病毒存在于許多地方。該研究還表明，由于樣本通常在實(shí)驗(yàn)室中處理的方式，這些病毒在數(shù)據(jù)庫中的代表性往往不足。團(tuán)隊(duì)開發(fā)的從環(huán)境樣本中獲取這些病毒的方法可以幫助研究人員避免將來丟失這些信息。此外，Kauffman說，通常研究人員測試病毒活動的方法是用病毒樣本感染細(xì)菌，然后在一天后檢查樣本，尋找細(xì)菌斑塊被殺死的跡象。但是這些特殊的無尾病毒通常行動得更慢，被殺死的地區(qū)也不會

新的病毒群可能特別普遍。“我們根本不認(rèn)為這是海洋特有的，”波爾茲說。例如，病毒甚至可能在人類生物群系中普遍存在，并且它們可能在主要的生物地球化學(xué)循環(huán)中發(fā)揮作用，他說，例如碳的循環(huán)。

這些發(fā)現(xiàn)的另一個(gè)重要方面是，Autolykiviridae被證明是古代病毒譜系的成員，其由特定類型的衣殼定義，衣殼蛋白殼包裹病毒DNA。雖然已知這種譜系在動物和原生生物中非常多樣化 - 并且包括感染人類的??腺病毒等病毒，以及感染藻類的巨型病毒- 已發(fā)現(xiàn)這種病毒很少會感染細(xì)菌。

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