Важливо розуміти, як віруси, що мешкають у кишечнику, впливають на здоров’я людини. Дисбаланс мікробіома кишечника може сприяти виникненню таких захворювань та станів, як ожиріння, запальні захворювання кишечника та алергії. Необхідно зрозуміти роль наших кишкових бактерій та бактеріофагів, які їх заражають, у здоров’ї та хворобах людини. Наразі дослідники з Інституту Велком Сенгер та Європейського інституту біоінформатики EMBL (EMBL-EBI) повідомляють, що вони ідентифікували 140 000 видів вірусів, що живуть у кишечнику людини, більше половини з яких ніколи раніше не зустрічалися.
Їхні результати «Масове розширення різноманітності кишкових бактеріофагів людини» було опубліковано в журналі Cell.
“Бактеріофаги керують еволюційними змінами в бактеріальних спільнотах, створюючи мережі потоків генів, які підживлюють екологічні адаптації”, – пишуть дослідники. «Однак ступінь вірусного розмаїття та його поширеність у кишечнику людини залишаються значною мірою невідомими. Тут ми представляємо базу даних кишкових фагів (GPD), колекцію з ~ 142 000 ненадлишкових вірусних геномів (> 10 т.п.н.), отриманих шляхом вилучення даних з 28 060 глобально розподілених метагеномів кишечника людини і 2898 еталонних геномів, що культивуються. .
Використовуючи метагеноміку, дослідники вивчили та каталогізували біорізноманіття вірусних видів, виявлених у 28 060 загальнодоступних метагеномах кишечника людини та 2898 геномах бактеріальних ізолятів, що культивуються з кишечника людини.
«Важливо пам’ятати, що не всі віруси шкідливі, але є невід’ємним компонентом екосистеми кишечника», – пояснив Олександр Алмейда, доктор філософії, постдокторант в EMBL-EBI та Інституті Wellcome Sanger. «По-перше, більшість виявлених нами вірусів мають ДНК як генетичний матеріал, який відрізняється від патогенів, відомих більшості людей, таких як SARS-CoV-2 або Zika, які є РНК-вірусами. По-друге, ці зразки надходили в основному від здорових людей, які не мають конкретних захворювань. Дивно спостерігати, як багато невідомих видів мешкає у нашому кишечнику, і намагатися з’ясувати зв’язок між ними та здоров’ям людини».
Була ідентифікована група вірусів, які, як вважається, мали спільний предок, яку дослідники називають губафагом. Було виявлено, що це друга за поширеністю скарбу вірусів у кишечнику людини після crAssphage, виявленого у 2014 році.
Схоже, що обидва ці віруси інфікують аналогічні типи кишкових бактерій людини, але без подальших досліджень важко дізнатися про точні функції нещодавно відкритого губафага.
«Важливим аспектом нашої роботи було забезпечення найвищої якості реконструйованих вірусних геномів», – додав Луїс Ф. Камарілло-Герреро, аспірант Інституту Велком Сенгер та перший автор дослідження. «Суворий конвеєр контролю якості у поєднанні з підходом машинного навчання дозволили нам знизити ризик зараження та отримати високоповні вірусні геноми. Високоякісні вірусні геноми відкривають шлях до кращого розуміння ролі вірусів у мікробіомі кишківника, включаючи відкриття нових методів лікування, таких як протимікробні препарати бактеріофагового походження».
Результати дослідження складають основу GPD, яка стане джерелом інформації для тих, хто вивчає бактеріофаги та роль, яку вони відіграють у регулюванні здоров’я як наших кишкових бактерій, так і нас самих.
«Дослідження бактеріофагів нині переживають ренесанс. Цей високоякісний великомасштабний каталог вірусів кишечника людини є своєчасним, щоб бути планом для проведення екологічного та еволюційного аналізу у майбутніх дослідженнях вірому», – зазначив Тревор Лоулі, старший автор дослідження з Інституту Wellcome Sanger.
«… Ми вважаємо, що подальша характеристика інших видатних генетичних елементів, таких як ICE, інтегративні мобілізовані елементи (IME), генетичні острови та транспозони, наблизить нас до розуміння зв’язку мікробіома кишечника з різним способом життя, віком і, зрештою, здоров’я та хворобу», – уклали дослідники.
Джерело: Genetic Engineering and Biotechnology News