模式動物腸道噬菌體的多樣性和關(guān)聯(lián)性

[本刊訊］中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院馬迎飛研究員的團(tuán)隊首次對三種模式動物的高質(zhì)量腸道噬菌體進(jìn)行深人挖掘和全面分析，揭示了小鼠、豬、食蟹猴腸道噬菌體的多樣性和關(guān)聯(lián)性。相關(guān)成果于2025年6月20日發(fā)表在《微生物組》（Microbiome）上。

小鼠、豬、食蟹猴是腸道微生物研究中常用的模式動物，對其腸道噬菌體多樣性的系統(tǒng)性研究、對不同模式動物的腸道噬菌體的比較分析目前尚有欠缺，它們與人類腸道微生物的關(guān)聯(lián)性也不明晰。

研究團(tuán)隊以三種模式動物腸道的宏基因組數(shù)據(jù)為研究對象，從407、980、110個小鼠、豬、食蟹猴腸道宏基因組中挖掘得到977、12896、1480條種高質(zhì)量病毒序列，分別構(gòu)成hcMGV、hcPGV和hcCMGV數(shù)據(jù)庫。其中絕大部分與病毒數(shù)據(jù)庫ICTV和IMG/VR之間的相似度較低，屬于有尾噬菌體，擴(kuò)展了模式動物腸道中噬菌體的多樣性。研究團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)，小鼠、豬、食蟹猴腸道中分布率最高的5個病毒群與分類信息已知的ICTV病毒之間的關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)。而在模式動物腸道噬菌體中鑒定到的315條crAss樣噬菌體之中的182條則說明模式動物腸道crAss樣噬菌體至少在屬水平上擴(kuò)展了Crassvirales目的多樣性。此外，研究團(tuán)隊鑒定到243條基因組長度大于等于200千堿基對的巨型噬菌體，其中部分巨型噬菌體包含CRISPR/Cas系統(tǒng)，其功能十分復(fù)雜。

研究團(tuán)隊從種、屬、功能注釋三個維度，分別比較hcMGV、hcPGV和hcCMGV數(shù)據(jù)庫的異同，發(fā)現(xiàn)hcPGV和hcCMGV之間的相似度更高。為了探索模式動物腸道噬菌體與人類腸道微生物的關(guān)聯(lián)，研究者與人類腸道病毒數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，結(jié)果表明，就核酸與蛋白水平而言，hcCMGV表現(xiàn)出高于hcMGV和hcPGV的相似性。在與人類腸道微生物CRISPR間隔序列的匹配研究中，超過半數(shù)的hcCMGV匹配成功，進(jìn)一步說明hcCMGV與人類腸道微生物之間的關(guān)聯(lián)更為密切。

此項研究揭示了小鼠、豬、食蟹猴腸道噬菌體的多樣性，發(fā)現(xiàn)了一些廣泛存在的新型病毒類群，首次揭示了模式動物腸道中crAss樣噬菌體和巨型噬菌體的多樣性，為將來的相關(guān)研究提供了高質(zhì)量的參考數(shù)據(jù)，并表明豬與食蟹猴腸道噬菌體之間的關(guān)聯(lián)性強(qiáng)于小鼠，食蟹猴腸道噬菌體與人類腸道微生物的關(guān)聯(lián)更緊。