Nemrég a Deep Sea Virus Research Team (DVRT), amelyet Jian Huawow, a Sanghaji Jiaotong Egyetem Élettudományi és Technológiai Iskolájának kutatója vezetett, „A tengeri lizogének és provírusok szisztematikus elemzése” címmel kutatási tanulmányt publikált a Nature Communications-ben. tekintélyes nemzetközi folyóirat. A tengeri lizogének és provírusok szisztematikus elemzése". Dr. Yi Yi volt a dolgozat első szerzője, Prof. Jian Huawu volt a megfelelő szerző, és Prof. Xiao Xiang fontos támogatást nyújtott a kutatáshoz. A kutatást támogatta a International Center for Deep Life Research (IC-DLI) csapata.
A vírusok a legelterjedtebb élőlények a Földön, és a világ vírusainak több mint 90%-a az óceánokban található, és fontos ökológiai funkciókat tölt be. Ellentétben az erős vírusokkal, amelyeknek csak lízisciklusuk van, az enyhe vírusok általában beépítik genetikai anyagukat a gazda genomjába (ezeket a gazdaszervezeteket lizogén mikroorganizmusoknak nevezik), és lizogén és lizogén életciklussal is rendelkeznek. A tengeri vírusokkal kapcsolatos korábbi tanulmányok a virulens vírusokat részesítették előnyben, és kevesebb figyelmet fordítottak az enyhe vírusokra. Az elmúlt években számos bizonyíték utal arra, hogy az enyhe vírusok és lizogén jelenségek elterjedtek a tengeri környezetben. Ezek a bizonyítékok azonban kis mintaméretek elemzéséből származnak, és még mindig hiányzik a tengeri enyhe vírusok sokféleségének és elterjedési mintáinak szisztematikus értékelése, ami nagymértékben korlátozza a tengeri vírusokkal kapcsolatos általános ismereteinket. Ebben a munkában a kutatók létrehozták a tengeri prokarióta mikrobiális genom adatkészletet (MPGD) és a tengeri enyhe vírus genom adatkészletet (MTVGD), amelyek 12 080 tengeri prokarióta és 12 918 enyhe vírus genomot tartalmaznak, és lefedik a világ fő óceáni régióit (a csendes-óceáni régiókat). Az óceán, az Atlanti-óceán és az Indiai-óceán stb.), a hosszanti mélységek (0-11094 m) és a vízoszlop/üledék két fő környezeti típusa (1. ábra).
E két adatkészlet alapján a kutatók azt találták, hogy a lizogén mikroorganizmusok széles körben elterjedtek a globális óceánokban, teljes lefedettségük 40,4%. A lizogén nagyszámú tengeri mikrobiális taxonban elterjedt, a baktériumok lényegesen nagyobb lizogén arányt mutatnak, mint az archaeák. A lizogén borítottság a vízmélység növekedésével nőtt a vízi környezetben, és elérheti az 52,8%-ot a mélytengeri (1000 m-nél nagyobb vagy annál nagyobb mélységű) vizekben; míg a tengeri üledékes környezetben alapvetően stabil volt, 46.1-48,7% között tartva. A szisztematikus elemzések kimutatták, hogy a tengeri lizogén és nem lizogén mikroorganizmusok közötti különbségtétel kiterjedt és jelentős, és jelentősen eltérő genomikai és élettörténeti jellemzőkkel rendelkeznek: a lizogén mikroorganizmusok általában nagyobb genomméretet, alacsonyabb fehérjekódoló sűrűséget és magasabb GC-tartalmat mutatnak. és gyorsabb potenciális növekedési ráták.
1. ábra: A tengeri prokarióta genom adatkészlet (MPGD) és a mérsékelt vírusgenom adatkészlet (MTVGD) felépítésének és a tengeri lizogén mikroorganizmusok eloszlásának áttekintése.
A kutatók potenciálisan fontos tween virus taxonokat (tVC-ket) azonosítottak az óceánokban a tween virus-host interakciós hálózaton keresztül, köztük 369 tVC-t, amelyek több nemzetségen át fertőzőképesek, ami fontos adattámogatást nyújt a tween vírusok jövőbeni izolálásához és azonosításához ( 2. ábra). Ezenkívül a kutatók feltárták a tVC-k lehetséges hatását a tengeri mikroorganizmusok genom evolúciójára, metabolikus átalakulására és ökológiai funkcióira a segédanyagcsere-gének azonosításával, az integrációs hely elemzésével és a vírus-gazda fittségi számítással. A tengeri penészgomba vírusok funkcióinak jobb megértése érdekében a kutatók azt is kimutatták, hogy a tengeri penészgomba vírusok aktívak, és jelentős mértékben befolyásolhatják az asszimilációs szulfátredukcióval, a III-as típusú szekréciós rendszerrel, a mozgékonysággal és így tovább kapcsolatos gének expresszióját egy reprezentatív módszer segítségével. mélytengeri vírus-host rendszer génleütéssel, határfrekvencia detektálással, transzkriptom szekvenálással és egyéb kísérletekkel.
2. ábra: A tengeri penészgomba vírusainak megoszlása és a prokarióta mikrobiális gazdaszervezetekkel való interakciós hálózatok
Ez a munka fontos alapadatbázist nyújt a tengeri vírusok tanulmányozásához, jelentősen hozzájárul a tengeri lizogén mikroorganizmusok és enyhe vírusok általános ismereteihez, feltárja az enyhe vírusok lehetséges ökológiai funkcióit a tengeri biogeokémiai ciklusokban, és kitölti a tudás gyenge láncszemeit. tengeri vírusok rendszere.
Ezt a tanulmányt a Kínai Nemzeti Természettudományi Alapítvány (42176095, 41921006), a Kínai Nemzeti Kulcsfontosságú Kutatási és Fejlesztési Program (2021YFF0501302), a Shanghai Jiaotong Egyetem Deep Blue Programja (SL2021PT201) és a Sanyai Természettudományi Alapítvány támogatta. Yazhou Bay Science and Technology City, a Hainan tartomány Tudományos és Technológiai Programjának közös projektje (2021JJLH0057).
