利用病毒宏基因组学方法鉴定和表征赤麻鸭粪便样品中的多种新型病毒 - Cell子刊最新发表

文摘   科学   2024-10-17 16:00   广东  


📖重点  

江苏大学医学院的团队于2024年9月23日在Cell旗下的《Heliyon》杂志发表了题为“Identification and characterization of multiple novel viruses in fecal samples of ruddy shelducks using viral metagenomics methods”的文章,通过病毒宏基因组学方法,从青海湖的赤麻鸭粪便样本中鉴定和表征了多种新病毒。在赤麻鸭粪便样品中鉴定出的主要病毒是小RNA病毒科、细小病毒科、微病毒科、Vilyaviridae科、星状病毒科和杯状病毒科。其中,两个小RNA病毒基因组已被鉴定为细小病毒科梅格里病毒属的新菌株。此外,还鉴定和表征了感染寄生虫和细菌的病毒。本研究增强了我们对赤麻鸭粪便中病毒群落组成的理解,并强调了病毒进化的动态性,以及持续监测对评估野生动物和公共卫生潜在风险的重要性。

关键词:病毒宏基因组学,Ruddy shelduck 赤麻鸭,小RNA病毒,细小病毒,微病毒,新病毒鉴定,系统发育分析

 🔬研究背景  

鸭子通常被称为“特洛伊木马”,极易传播致病病毒,而不会表现出明显的疾病迹象。赤麻鸭是一种受国家保护的二级重点野生动物,近年来成为青海湖越冬水鸟中的主要物种。赤麻鸭携带的病毒可能感染人类或其他动物,但对其粪便病毒组的了解有限。病毒宏基因组学方法是一种全面有效的方法,可以用于调查和分析人类和多种动物样品中现有的和新出现的病毒。

 🧪采样方法  

样品采集: 于2020年12月,从中国西藏自治区日喀则市萨嘎县收集了10只健康赤麻鸭的粪便样品。

样品前处理:将粪便样品与PBS冲液混合,震荡,离心,过滤后将上清液存储在-80°C的条件下。

样品分组策略:为了增加病毒核酸的总量,提高后续检测的灵敏度,将10个粪便样品的滤液混合成一个样本池。

 🖥️分析方法  
质控:使用NovaSeq平台进行测序后,经过质控去除低质量序列和接头序列。
去污染:使用Bowtie2将序列与细菌数据库进行比对,去除细菌污染。
组装:使用SOAPdenovo2软件进行序列的de novo组装。
病毒识别: 组装后的序列与病毒蛋白数据库进行BLASTx比对,识别病毒序列。
基因组重建: 使用Geneious将原始序列数据与病毒contigs进行比对,获得完整的病毒基因组序列。
系统发育分析: 利用比对软件将病毒序列与已知病毒序列进行比对,构建系统发育树,分析病毒进化关系。
功能预测: 利用ORF预测工具预测病毒基因组的开放阅读框(ORFs)。

 🧬研究结果  

1. 赤麻鸭粪便病毒组概况:测序产生了437,794个原始序列读段,其中13,211个与病毒蛋白有最佳匹配。病毒种类主要包括小RNA病毒科Picornaviridae(83.6 %)、细小病毒科Parvoviridae(12.4 %)、微病毒科Microviridae(2.5 %)、Vilyaviridae科(0.7 %)、星状病毒科Astroviridae(0.5 %)和杯状病毒科Caliciviridae(0.4 %)。

2. 鉴定出两种新型梅格里病毒,命名为XZDM1和XZDM2,属于细小病毒科梅格里病毒属Megrivirus。

3. 鉴定出一种新型Vilyaviridae病毒,命名为XZCO1,属于Vilyaviridae病毒科Herugrimvirus属的单链 DNA 病毒。

4. 鉴定出三种新型微小病毒,命名为XZMCV1、XZMCV2和XZMCV3,属于微小病毒科Microviridae,位于系统发育树不同的分支中。

📝总结讨论

该研究首次揭示了赤麻鸭粪便中的病毒群落组成,并鉴定了多种新型病毒。这些发现强调了病毒进化的动态性,并突出了持续监测以评估对野生动物和公共卫生潜在风险的重要性。未来研究应扩大样本量,并进一步研究这些病毒的致病性和生态学。

💡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,克服了传统病毒分离培养方法的局限性,且宏基因组比转录组能够更全面地了解病毒组的组成和功能,更利于发现新病毒。

2. 宿主的选取:鸭类极易传播病毒,赤麻鸭又是中国二级保护动物,使得研究立意有一定高度,且粪便采样难度不大,易于操作。

3. 新型病毒的发现:研究成功鉴定出多种新型病毒,丰富了我们对病毒多样性的认识,并为病毒学研究提供了新的研究对象。

4. 还研究了病毒与宿主生态的关系:研究结果表明,病毒群落组成与宿主种类和生态环境密切相关,为进一步研究病毒生态学提供了重要的参考依据。。


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原文链接
https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e38338

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