Важно понимать, как вирусы, обитающие в кишечнике, влияют на здоровье человека. Дисбаланс микробиомы кишечника может способствовать возникновению таких заболеваний и состояний, как ожирение, воспалительные заболевания кишечника и аллергии. Необходимо понять роль наших кишечных бактерий и заражающих их бактериофагов в здоровье и болезнях человека. В настоящее время исследователи из Института Велком Сенгер и Европейского института биоинформатики EMBL (EMBL-EBI) сообщают, что они идентифицировали 140 000 видов вирусов, обитающих в кишечнике человека, более половины из которых никогда раньше не встречались.
Их результаты "Массовое расширение разнообразия кишечных бактериофагов человека" были опубликованы в журнале Cell.
"Бактериофаги управляют эволюционными изменениями в бактериальных сообществах, создавая сети потоков генов, подпитывающих экологические адаптации", - пишут исследователи. Однако степень вирусного разнообразия и его распространенность в кишечнике человека остаются в значительной степени неизвестными. Здесь мы представляем базу данных кишечных фагов (GPD), коллекцию из ~ 142 000 неизбыточных вирусных геномов (>10 т.п.н.), полученных путем извлечения данных из 28 060 глобально распределенных метагеномов кишечника человека и 2898 эталонных геномов.
Используя метагеномику, исследователи изучили и каталогизировали биоразнообразие вирусных видов, обнаруженных в 28 060 общедоступных метагеномах кишечника человека и 2898 геномах бактериальных изолятов, культивируемых из кишечника человека.
"Важно помнить, что не все вирусы вредны, но являются неотъемлемым компонентом экосистемы кишечника", - объяснил Александр Алмейда, доктор философии, постдокторант в EMBL-EBI и Институте Wellcome Sanger. «Во-первых, большинство обнаруженных нами вирусов имеют ДНК как генетический материал, отличающийся от патогенов, известных большинству людей, таких как SARS-CoV-2 или Zika, являющиеся РНК-вирусами. Во-вторых, эти образцы поступали в основном от здоровых людей, не имеющих конкретных заболеваний. Удивительно наблюдать, как многие неизвестные виды живут в нашем кишечнике, и пытаться выяснить связь между ними и здоровьем человека».
Была идентифицирована группа вирусов, которые, как полагают, имели общий предок, которую исследователи называют губафагом. Было обнаружено, что это второй по распространенности сокровища вирусов в кишечнике человека после crAssphage, обнаруженного в 2014 году.
Похоже, что оба этих вируса инфицируют аналогичные типы кишечных бактерий человека, но без дальнейших исследований трудно узнать точные функции недавно открытого губафага.
«Важным аспектом нашей работы было обеспечение высочайшего качества реконструированных вирусных геномов», – добавил Луис Ф. Камарилло-Герреро, аспирант Института Велком Сенгер и первый автор исследования. «Суровый конвейер контроля качества в сочетании с подходом машинного обучения позволили нам снизить риск заражения и получить высокополные вирусные геномы. Высококачественные вирусные геномы открывают путь к лучшему пониманию роли вирусов в микробиоме кишечника, включая открытие новых методов лечения, таких как противомикробные препараты бактериофагового происхождения.
Результаты исследования составляют основу GPD, которая станет источником информации для изучающих бактериофаги и роль, которую они играют в регулировании здоровья как наших кишечных бактерий, так и нас самих.
«Исследования бактериофагов сейчас переживают ренессанс. Этот высококачественный крупномасштабный каталог вирусов кишечника человека является своевременным, чтобы быть планом для проведения экологического и эволюционного анализа в будущих исследованиях веры», – отметил Тревор Лоули, старший автор исследования из Института Wellcome Sanger.
«… Мы считаем, что дальнейшая характеристика других выдающихся генетических элементов, таких как ICE, интегративные мобилизованные элементы (IME), генетические острова и транспозоны, приблизит нас к пониманию связи микробиома кишечника с разным образом жизни, возрастом и, наконец, здоровьем. я и болезнь», – заключили исследователи.
Источник: Genetic Engineering and Biotechnology News