近日，澳门六开彩开奖结果资料查询2023蹇华哗研究员带领的深海病毒研究组（DVRT）于国际权威期刊《Nature Communications》发表了题为“A systematic analysis of marine lysogens and proviruses”的研究论文。博士生弋伊为论文的第一作者，蹇华哗研究员为通讯作者，肖湘教授为本课题研究提供了重要帮助。该研究同时得到了深部生命国际研究中心（IC-DLI）团队的支持。

病毒是地球上豐度最高的生命體，而全球超過90%的病毒存在于海洋之中，發揮著重要的生態功能。不同于僅具有裂解周期的烈性病毒，溫和病毒通常可將自身遺傳物質整合于宿主基因組上（這些宿主被稱爲溶原微生物），並同時具有裂解和溶原兩種生命周期。以往的海洋病毒研究多偏向于烈性病毒，而對溫和病毒的關注較少。近年來多種證據提示溫和病毒和溶原現象在海洋環境中普遍存在。然而，這些證據都來自小樣本量的分析，目前對海洋溫和病毒多樣性及分布規律的系統性評估仍然缺乏，這極大地限制了我們對海洋病毒的整體認知。在這項工作中，研究人員構建了海洋原核微生物基因組數據集（MPGD）和海洋溫和病毒基因組數據集（MTVGD），它們分別包含了12080個海洋原核生物和12918個溫和病毒基因組，覆蓋了全球主要的海洋區域（太平洋、大西洋、印度洋等）、縱向深度（0-11094米）和水體/沈積物兩大環境類型（圖1）。

基于這兩個數據集，研究人員發現溶原微生物在全球海洋中廣泛分布，總覆蓋率爲40.4%。溶原現象在大量海洋微生物類群中廣泛存在，其中細菌的溶原率顯著高于古菌。溶原覆蓋率在水體環境中隨著水深的增加而增加，在深海（深度≥1000米）水體中可達到52.8%；而在海洋沈積物環境中則基本穩定，維持在46.1-48.7%之間。系統性分析顯示，海洋溶原與非溶原微生物的分化是廣泛且顯著的，它們具有差異顯著的基因組與生活史特征：溶原微生物往往顯示更大的基因組大小、更低的蛋白編碼密度、更高的GC含量和更快的潛在生長速率。

图1. 海洋原核生物基因组数据集 (MPGD) 和温和病毒基因组数据集（MTVGD）的构建及海洋溶原微生物的分布概览

研究人員通過溫和病毒-宿主相互作用網絡鑒定了海洋中潛在重要溫和病毒類群（tVC），其中包括369個具有跨屬侵染能力的tVC，爲今後的溫和病毒分離、鑒定工作提供了重要的數據支撐（圖2）。進一步地，研究人員通過輔助代謝基因鑒定、整合位點分析、病毒-宿主適配性計算等多種手段全面揭示了海洋溫和病毒對海洋微生物的基因組演化、代謝重塑和生態功能等多方面的潛在影響。爲更深入地揭示海洋溫和病毒的功能，研究人員還利用代表性的深海病毒-宿主系統，通過基因敲除、切離頻率檢測、轉錄組測序等實驗證實了海洋溫和病毒是活躍的並能顯著影響宿主多種重要功能，包括同化硫酸鹽還原、III型分泌系統、運動性等相關基因的表達。

图2. 海洋温和病毒的分布及与原核微生物宿主的相互作用网络

這項工作爲海洋病毒研究提供了重要的基礎數據集，顯著地促進了我們對海洋溶原微生物及溫和病毒的整體認知，揭示了溫和病毒在海洋生物地球化學循環中的潛在生態功能，填補了海洋病毒知識體系中的薄弱環節。

该研究得到了国家自然科学基金（42176095, 41921006）、国家重点研发计划项目（2021YFF0501302）、上海交通大學深蓝计划（SL2021PT201）、海南省科技计划三亚崖州湾科技城自然科学基金联合项目（2021JJLH0057）等项目的资助。

蹇華嘩研究組的工作聚焦于典型深海環境中的重要病毒類群，致力于對深海病毒的生命特征、誘導調控機制、與宿主的相互作用關系、生態學功能、演化曆史等多個方面進行全面深入的探索。課題組長期招聘博士後人員，熱忱歡迎有志青年的加入。

文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-41699-4