中国主要蜱种病毒宏基因组分析及病毒数据库 构建 - 《Microorganisms》

文摘   科学   2024-10-24 16:00   广东  


📖重点  

吉林大学和杭州医学院的联合团队于2024年8月22日在《Microorganisms》杂志上发表了题为“Viral Diversity and Ecological Impact of DNA Viruses in Dominant Tick Species in China”的文章,通过分析来自中国 6 种主要蜱虫物种的622个蜱样本的3.4 TB宏基因组数据,构建了4320个DNA病毒基因组,并开发了蜱DNA病毒数据库,此数据库包括已知会导致疾病的 vOTU。研究发现,蜱 DNA 病毒具有高度多样性,其中 94.8% 的vOTU在其他环境中从未发现过。大部分预测的 vOTU 与优势细菌和古菌门相关。研究人员还发现了 105 个病毒编码的假定的辅助代谢基因 (AMG),这些基因参与宿主代谢和环境适应,可能通过自上而下和自下而上的机制影响蜱。此外,野生蜱种的微生物群落和抗生素抗性基因的检测表明,野生蜱是抗生素抗性的储存库,并可能是抗生素抗性的潜在传播者。这些发现揭示了蜱病毒在生态系统中的潜在作用,突出了监测蜱微生物组以应对全球公共卫生挑战的重要性。

关键词:蜱,病毒数据库,DNA病毒,病毒宏基因组

 🔬研究背景  

蜱是传播人畜共患病的吸血性外寄生物,携带多种病毒,对人类和动物健康构成严重威胁。尽管DNA病毒在蜱的微生物生态中扮演着重要角色,但它们在蜱中的分布和生态意义尚不清楚。了解蜱病毒的组成和功能,对于评估蜱传播病毒的风险和保护人类和动物健康具有重要意义。

 🧪采样方法  

样品采集: 2017至2019年间,研究者在中国27个省份、直辖市和自治区收集了622个蜱样本,包括中国主要的6个蜱物种:森林革蜱、长角血蜱、亚洲璃眼蜱、全沟蜱、微小扇头蜱、血红扇头蜱。采集方法是使用标准的1平方米法兰绒旗或直接从家养和野生动物身上收集蜱虫,记录每个地点的经纬度。

样品前处理:野外捕获的蜱进行表面消毒,并在 Illumina NovaSeq 平台上对文库进行测序,生成双端读长。

样品分组策略:按照蜱种分组

 🖥️分析方法  
使用MEGAHIT进行宏基因组组装。使用VirSorter2识别病毒基因组。使用CheckV评估病毒基因组的完整性和质量。使用vConTACT2和PhaGCN进行病毒分类。使用VIBRANT进行基因功能注释。使用CRISPR-Cas系统预测病毒宿主。


 🧬研究结果  

1. 蜱DNA病毒基因组概况: 研究构建了包含4320个vOTUs的蜱DNA病毒数据库,其中94.8%的vOTUs在其他环境中尚未发现。大多数vOTUs属于未知的病毒分科,表明蜱中存在大量未描述的病毒。

2. 蜱DNA病毒的宿主范围:蜱DNA病毒主要感染99种细菌,属于放线菌门、厚壁菌门和变形菌门,表明病毒具有一定的宿主特异性。

3. 蜱病毒携带多种病毒辅助代谢基因(AMGs),参与氨基酸代谢、辅因子和维生素代谢、能量代谢等过程,可能影响宿主微生物群落的代谢,帮助蜱适应血液吸血的生活方式。

4. 蜱病毒携带多种抗生素耐药基因(ARGs),可能促进ARGs在系统发育边界之间的传播,增加抗生素耐药性传播的风险。


📝总结讨论

蜱DNA病毒具有高度多样性和新颖性,在蜱微生物生态学中发挥着重要作用。蜱病毒可能通过AMGs和ARGs影响宿主微生物群落和抗生素耐药性传播。本研究揭示了蜱DNA病毒的多样性和生态影响,为评估蜱传播病毒的风险和保护人类和动物健康提供了重要的理论基础。

💡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. 样品涵盖了中国主要的6个蜱物种,使得研究成果及创建的数据库具有全面性和代表性。

3. 构建了全面的蜱DNA病毒数据库,为后续研究提供了重要的资源平台,有助于促进蜱病毒研究的深入发展。

4. 研究还检测到了一些可能对人类和动物构成风险的病毒,强调了监测蜱病毒组在评估蜱传播病毒疾病风险中的重要性。


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原文链接
https://doi.org/10.3390/microorganisms12081736

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