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巨型病毒，特别是Nucleocytoviricota和Mirusviricota类群，是大型DNA病毒，具有巨大的基因组和病毒粒子。在海洋生态系统中，它们通过感染真核微生物（如异养原生生物和藻类）在微生物食物网中发挥关键作用。此前的研究主要集中在细菌和某些真核生物的冷适应性上，而巨型病毒如何适应寒冷环境的基因组特征和适应策略则知之甚少。
2024年8月23日，ISME J接收的文章：Adaptation strategies of giant viruses to low-temperature marine ecosystems 揭示了巨型病毒如何在极端寒冷的极地海洋环境中生存和进化。这些病毒在南极和巴塔哥尼亚峡湾等低温海洋生态系统中扮演着重要角色，影响着微生物群落的结构和功能。
为了深入了解巨型病毒在冷环境中的适应策略，研究团队基于宏基因组学，从南极和智利巴塔哥尼亚的冷水域采集了海水样本，覆盖了不同季节和多种温度条件。为了分析病毒的基因组，团队集中收集了0.2–3 µm和<0.2 µm的病毒尺寸级别的样本。通过过滤和离心的方法浓缩病毒样本，生成27个宏基因组和29个宏病毒基因组数据。使用MEGAHIT等工具对测序数据进行组装，生成巨型病毒的宏基因组（MAGs）。通过MetaBAT等工具对组装的序列进行基因组分箱和分类，使用HMM模型和基因标记来鉴定Nucleocytoviricota和Mirusviricota病毒。分析不同冷环境下巨型病毒蛋白质的氨基酸组成变化及其分子特性（如亲水性指数、脂肪指数等），并与温带环境中的巨型病毒进行比较。将这些新生成的数据与现有的南极和北极的病毒数据进行整合和比较，分析它们在不同海洋生态系统中的分布和冷适应特征。
结果发现在冷水域的巨型病毒展示了显著的基因和蛋白质组成的变化，例如增加蛋白质柔性和减少氢键的形成，以适应极寒环境。不同极地海域的巨型病毒展示了独特的区域分布特征和地方性，这可能受到温度等环境因素的显著影响。可以推断，随着全球变暖，这些冷适应的病毒种群可能面临生物多样性减少的风险，影响全球海洋生态系统的平衡。
Taxonomic affiliations of marine giant viruses
Temperature- and geography-driven distribution of giant viruses from cold marine environments.
参考文献
Marianne Buscaglia, José Luis Iriarte, Frederik Schulz, Beatriz Díez, Adaptation strategies of giant viruses to low-temperature marine ecosystems, The ISME Journal, 2024;, wrae162, https://doi.org/10.1093/ismejo/wrae162
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