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Science发现5500种新病毒

  文王方
  近日在线发表于《科学》的一项研究显示,从世界各地收集的海水样本为人们提供了一个关于RNA病毒的数据宝库,增加了生态学研究的可能性,重塑了人们对这些小而重要的亚微观粒子如何进化的理解。
  通过将机器学习分析与传统发育树相结合,一个国际研究团队确定了5500种新的RNA病毒,其中一部分属于已知的5个RNA病毒门,另一部分属于5个新的RNA病毒门。
  其中,最丰富的新发现物种属于研究人员拟命名的Taraviricota门。
  论文主要作者、美国俄亥俄州立大学微生物学教授MatthewSullivan表示:对我们的世界而言,RNA病毒显然很重要,但我们通常只研究其中一小部分几百种危害人类、植物和动物的病毒。我们想在更大的范围内系统地研究它们,探索一个尚未被深入研究过的环境。我们很幸运,因为几乎每个物种都是新的。
  整个海洋中都发现了Taraviricota门病毒,表明它们在生态上很重要。Sullivan举例说。
  研究人员称,更多地了解海洋病毒的多样性和丰度,有助于解释海洋微生物在海洋适应气候变化中的作用。
  此前的研究表明,海洋病毒是生物泵的旋钮,影响着海洋中的碳储存方式。
  长期以来,Sullivan团队对海洋DNA病毒进行分类,使其从2015年至2016年的几千种增加到2019年的20万种。
  现在,该团队的工作主要集中在RNA病毒病原体分类上。
  研究团队发现了属于现有分类的数百种RNA病毒新物种,还发现了数千种无门无派的病毒,并将它们归入5个新门Taraviricota、Pomiviricota、Paraxenoviricota、Wamoviricota和Arctiviricota。国际病毒分类委员会最近确认了这5个门。
  在此前的DNA病毒研究中,科学家使用病毒颗粒完成分析。
  而在目前检测RNA病毒的过程中,并没有需要研究的病毒颗粒。
  相反,他们从漂浮在海上的生物体所表达的基因中提取序列,并将分析范围缩小到包含一种被称为RdRp的特征基因的RNA序列。
  该基因在RNA病毒中进化了数十亿年,而在其他病毒或细胞中则不存在。
  由于RdRp可以追溯到地球上首次出现生命之时,其序列位置已经多次偏离,这意味着传统的系统发育树不可能仅用序列来描述。取而代之的是,该团队使用机器学习处理4。4万个新序列,并通过对已经识别的RNA病毒序列进行分类,从而准确验证了该方法。
  我们必须用已知为基准研究未知。Sullivan表示,我们创造了一种可重复计算的方法,将这些序列对齐到我们更有把握的位置,从而准确反映进化。
  通过三维序列结构和比对的进一步分析显示,5500个新物种不完全归属于现有的5个RNA病毒门。论文第一作者、俄亥俄州立大学微生物学家AhmedZayed说:我们根据已知公认的基于系统发育的分类群对它们进行基准测试,这是我们发现更多分类的原因。
  这些发现使研究人员不仅提出了5个新的RNA病毒门,而且提出了至少11个新的RNA病毒分类。
  RdRp基因随时间分化的新数据,使我们更好了解地球上的早期生命可能是如何进化的。所以我们不仅在追踪病毒的起源,也在追踪生命的起源。Zayed表示。
  相关论文信息:
  https:doi。org10。1126science。abm5847

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