揭开野生鸟类病毒的面纱:探索 CRESS-DNA 病毒暗物质 -《Genome Biology and Evolution》

文摘   科学   2024-11-15 16:00   广东  


📖重点  

南通大学、江苏大学、哈尔滨大学和农科院联合团队于2024年9月27日在《Genome Biology and Evolution》杂志上发表了题为:“Unveiling the Virome of Wild Birds: Exploring CRESS-DNA Viral Dark Matter”的文章,研究了在中国野生鸟类中CRESS-DNA病毒的多样性。研究收集并分析了来自26个鸟类分科的3404个泄殖腔拭子标本,使用病毒宏基因组学技术探索了“病毒暗物质”。研究发现,67.48%的序列属于病毒暗物质,涵盖了多个分类水平。某些病毒科表现出宿主特异性丰度模式,其中鸡形目显示出最高的多样性。陆地鸟类的多样性高于鸣禽,迁徙鸟类的独特多样性高于栖禽。研究还鉴定了10种新的环病毒科病毒、7种Smacoviridae科病毒、167种Genomoviridae科病毒和100种未分类的CRESS-DNA病毒,扩展了对鸟类相关CRESS-DNA病毒的知识。Rep蛋白的系统发育和结构分析提供了对CRESS-DNA病毒进化关系和潜在功能变异的见解。

关键词:鸟类,禽类,CRESS-DNA,病毒宏基因组学,系统发育,新病毒鉴定

 🔬研究背景  

人类与野生动物的互动日益频繁,增加了人畜共患病病原体传播到人类群体的风险。鸟类作为重要的迁徙动物,在全球范围内传播病原体。环状复制酶编码单链DNA病毒 (Circular replication-associated protein-encoding single-stranded DNA,CRESS-DNA)是一类广泛存在的单链DNA病毒。为了更好地了解病毒多样性及其与疾病的关系,本研究利用病毒宏基因组学技术,对中国野生鸟类的CRESS-DNA病毒进行了探索。

 🧪采样方法  

样品采集: 收集了中国5个省份的3404个野生和养殖鸟类的泄殖腔拭子样本。

样品前处理:将样本进行过滤和核酸提取,去除细胞成分后收集上清液并储存于-80°C。

样品分组策略:根据鸟类的物种和分布,以及不同鸟类的饮食习惯和习性,将样本分为6组:迁徙鸟类、陆生鸟类、涉禽、攀禽、猛禽和鸣禽。

 🖥️分析方法  
对样品进行高通量测序,质控去除尾部和低质量读数,序列组装、病毒鉴定和分类。对Rep蛋白进行系统发育分析,揭示不同病毒之间的进化关系。利用AlphaFold2预测Rep蛋白的三维结构,分析不同病毒Rep蛋白的结构差异。

 🧬研究结果  

1. 病毒组概况: 野生鸟类中存在丰富的病毒群落,共检测到36个病毒科和158个病毒属。其中67.48%的序列被归类为病毒暗物质。

2. 宿主特异性: 某些病毒科表现出宿主特异性丰度模式,例如鸡形目显示出最高的CRESS-DNA病毒多样性。

3. 病毒多样性: 陆生鸟类和迁徙鸟类的CRESS-DNA病毒多样性高于鸣禽和攀禽,而迁徙鸟类与攀禽相比具有独特的多样性。

4. 新病毒鉴定: 研究共鉴定了284种新的CRESS-DNA病毒,包括10种新的环状病毒科病毒、7种Smacoviridae科病毒、167种Genomoviridae科病毒以及100种未分类的CRESS-DNA病毒。
5. 系统发育分析:CRESS-DNA病毒的Rep蛋白具有复杂的进化关系,可能起源于细菌质粒和RNA病毒衣壳蛋白基因的相互作用。

📝总结讨论

本研究揭示了中国野生鸟类中CRESS-DNA病毒的多样性,并鉴定了多种新的CRESS-DNA病毒。这些发现为深入理解病毒生态学和进化提供了重要的信息,并为未来研究病毒传播、致病机制和生态影响奠定了基础。未来可以研究的方向包括新鉴定CRESS-DNA病毒的功能和致病机制,及它在鸟类和其他动物中的传播途径,评估它对生态系统的影响,开发针对它的防控策略。

💡文中值得参考的思路

1. 采用高通量测序和宏基因组学分析,克服了传统检测方法的局限性,可以全面地识别和鉴定样品中的病毒序列,更利于发现新病毒。

2. 多组学分析: 结合宏转录组学、宏蛋白组学等分析技术,可以更全面地了解病毒与宿主的相互作用。

3. 利用AlphaFold2等蛋白质结构预测工具,可以揭示病毒蛋白的结构特征,为理解病毒功能和进化提供重要信息。

4. 通过系统发育分析,可以揭示不同病毒之间的进化关系,并推断病毒的起源和传播途径。


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原文链接
https://doi.org/10.1093/gbe/evae206

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