اخیراً تیم تحقیقاتی ویروس دریای عمیق (DVRT) به سرپرستی محققی به نام Jian Huawow از دانشکده علوم و فناوری زندگی، دانشگاه شانگهای جیائوتنگ، یک مقاله تحقیقاتی با عنوان "تجزیه و تحلیل سیستماتیک لیزوژن ها و پروویروس های دریایی" در Nature Communications منتشر کرده است. مجله معتبر بین المللی تجزیه و تحلیل سیستماتیک لیزوژنها و پروویروسهای دریایی". دکتر یی یی اولین نویسنده مقاله، پروفسور جیان هواو نویسنده مسئول و پروفسور شیائو شیانگ پشتیبانی مهمی برای این تحقیق ارائه کردند. این تحقیق همچنین توسط تیم مرکز بین المللی تحقیقات زندگی عمیق (IC-DLI).
ویروس ها فراوان ترین موجودات زنده روی زمین هستند و بیش از 90 درصد از ویروس های جهان در اقیانوس ها یافت می شوند و عملکردهای اکولوژیکی مهمی را ایفا می کنند. برخلاف ویروسهای قوی که فقط چرخه لیز دارند، ویروسهای خفیف معمولاً مواد ژنتیکی خود را در ژنوم میزبان ادغام میکنند (این میزبانها میکروارگانیسمهای لیزوژنیک نامیده میشوند) و دارای چرخه زندگی لیزوژنیک و لیزوژنیک هستند. مطالعات قبلی درباره ویروسهای دریایی، ویروسهای بدخیم را مورد حمایت قرار دادهاند و توجه کمتری به ویروسهای خفیف شده است. در سالهای اخیر، شواهد متعدد نشان دادهاند که ویروسهای خفیف و پدیدههای لیزوژنیک در محیطهای دریایی شایع هستند. با این حال، این شواهد از تجزیه و تحلیل اندازههای نمونه کوچک به دست میآیند، و ارزیابی سیستماتیک از تنوع و الگوهای توزیع ویروسهای خفیف دریایی هنوز وجود ندارد، که دانش کلی ما را در مورد ویروسهای دریایی بسیار محدود میکند. در این کار، محققان مجموعه دادههای ژنوم میکروبی پروکاریوتی دریایی (MPGD) و مجموعه دادههای ژنوم ویروس خفیف دریایی (MTVGD) را ساختند که به ترتیب شامل 12080 ژنوم پروکاریوتی دریایی و 12918 ژنوم ویروسی خفیف هستند و مناطق اصلی اقیانوس آرام جهان را پوشش میدهند. اقیانوس، اقیانوس اطلس، و اقیانوس هند و غیره)، اعماق طولی ({5}} متر) و دو نوع اصلی محیطی ستون/رسوب آب (شکل 1).
بر اساس این دو مجموعه داده، محققان دریافتند که میکروارگانیسمهای لیزوژنیک به طور گسترده در اقیانوسهای جهانی با پوشش کلی 40.4 درصد توزیع شدهاند. لیزوژنی در تعداد زیادی از گونههای میکروبی دریایی گسترده است، با باکتریهایی که نرخ لیزوژنی قابلتوجهی بالاتر از باستانیها دارند. پوشش لیزوژنیک با افزایش عمق آب در محیط آبی افزایش می یابد و می تواند به 52.8٪ در آب های عمیق (عمق بیشتر یا مساوی 1000 متر) برسد. در حالی که اساساً در محیط رسوبات دریایی پایدار بود و بین 46.{7}}.7% حفظ شد. تجزیه و تحلیل سیستماتیک نشان داد که تمایز بین میکروارگانیسمهای لیزوژنیک و غیر لیزوژنیک دریایی گسترده و قابل توجه است و آنها دارای ویژگیهای ژنومی و تاریخچه زندگی هستند: میکروارگانیسمهای لیزوژنیک تمایل به نمایش اندازههای ژنوم بزرگتر، تراکم کدکننده پروتئین کمتر، محتوای GC بالاتر دارند. و نرخ رشد بالقوه سریعتر.
شکل 1. نمای کلی از ساخت مجموعه داده های ژنوم پروکاریوتی دریایی (MPGD) و مجموعه داده های ژنوم ویروسی متوسط (MTVGD) و توزیع میکروارگانیسم های لیزوژنیک دریایی.
محققان از طریق شبکه تعامل ویروس-میزبان tween، از جمله 369 tVC با قابلیت هجوم نسلهای متقابل، که از دادههای مهمی برای جداسازی و شناسایی ویروسهای توئین در آینده پشتیبانی میکند، شناسایی کردند. شکل 2). علاوه بر این، محققان تأثیر بالقوه tVCها را بر تکامل ژنوم، بازسازی متابولیک و عملکردهای اکولوژیکی میکروارگانیسمهای دریایی از طریق شناسایی ژنهای متابولیک کمکی، تجزیه و تحلیل محل ادغام و محاسبه تناسب اندام ویروس-میزبان نشان دادهاند. به منظور درک بهتر عملکرد ویروسهای کپک دریایی، محققان همچنین نشان دادهاند که ویروسهای کپک دریایی فعال هستند و میتوانند به طور قابل توجهی بر بیان ژنهای مرتبط با کاهش سولفات جذبی، سیستم ترشح نوع III، تحرک و غیره تأثیر بگذارند. سیستم میزبان ویروس در اعماق دریا از طریق شکست ژن، تشخیص فرکانس قطع، توالی یابی رونوشت و سایر آزمایش ها.
شکل 2. توزیع ویروس های کپک دریایی و شبکه های تعامل با میزبان های میکروبی پروکاریوتی
این کار یک مجموعه داده اساسی مهم برای مطالعه ویروسهای دریایی ارائه میکند، به طور قابل توجهی به دانش کلی ما در مورد میکروارگانیسمهای لیزوژنیک دریایی و ویروسهای خفیف کمک میکند، عملکردهای اکولوژیکی بالقوه ویروسهای خفیف را در چرخههای بیوژئوشیمی دریایی نشان میدهد، و پیوندهای ضعیف دانش را پر میکند. سیستم ویروس های دریایی
این مطالعه توسط بنیاد ملی علوم طبیعی چین (42176095، 41921006)، برنامه تحقیق و توسعه کلیدی ملی چین (2021YFF0501302)، برنامه آبی عمیق دانشگاه شانگهای جیائوتنگ (SL2021PT201) و بنیاد علوم طبیعی سانیا پشتیبانی شده است. شهر علم و فناوری خلیج Yazhou، پروژه مشترک برنامه علم و فناوری استان هاینان (2021JJLH0057).
