与肠道微生物群的细菌成员一起,科学家现在开始探索古代,微生物真核生物(真菌和原生动物)和肠道中存在的病毒。其中,病毒群落(也称为人肠噬菌体)提供了有希望的研究领域。即使是跳据首次鉴定100年前由Félixd'Cherelle,直到最近,它直到最近使用Metagonomics分析分析粪便噬菌体的可再现方案。

一个新的审查, 由...领着Andrey N. Shkoporov博士科林山博士来自APC Microbiome爱尔兰和微生物学学院大学大学黄柏(爱尔兰),组成更新和定殖人体胃肠道细菌病毒多样化和复杂化社区的生理意义

据估计,噬菌体达到了最多10的浓度10./ g粪便材料相比1011.细菌/粪便物质的克(在人体肠道估计噬菌体细菌比为1:1),因此代表超过1012.居住在人的肠道的病毒。

人体肠道噬菌体群落已被描述为具有不同基因组尺寸的不同物种的复杂生态系统,包括尾侧囊囊的尾菌病毒属于西比西犬Podoviridae., 和肌尾噬菌体科家庭。此外,较低水平存在的其他病毒群组织包括单链脱氧核糖核酸(DNA)真核病毒,人体herpesviridae.乳头瘤病毒并通过饮食获得的核糖核酸植物病毒。

在一个例子中,相同的研究组先前探测人体肠道中最丰富的病毒,称为韵律。虽然近距离韵格不明,但我们现在知道它感染了伯啉,占90%的粪便DNA,并显示出健康和疾病的差异。

当涉及到学习和表征phageome,有些挑战可能出现的主要是由于人体肠道内的细菌病毒的高个体差异和对研究它们的方法的异质性。噬菌体最初经由微观和文化为基础的方法直接观察和研究计数。最近的宏基因组学和蛋白质组学技术结合提供了关于人体肠道噬菌体的多样性和丰富性更好的知识,尤其是那些不可培养。

由于肠道中的绝大多数细菌病毒是未知的,人与人之间通常不会重叠,分类组成和肠道phageome的人口结构的这种残缺的画面已被称为“病毒暗物质”

Shkoporov和Hill突出显示,组装,映射和分类噬菌体是生物信息管理员试图在实验室中研究它们的最大挑战之一。在审查中,作者提供了通过Metagenomics研究肠病病毒群相关的最重要和未解决的问题的详细覆盖。它们包括:

  • 在人体肠道中的总病毒计数的测定,其可能低估,特别是在密集的殖民地区域中。
  • 由于全基因组扩增技术,肠道病毒多样性和罕见病毒组的检测不足的显着变形。
  • 数据库中存在的肠道病毒与肠道相关病毒序列之间缺乏对应关系。
  • 由于偏见方法中使用的过滤步骤,具有残留细菌DNA的病毒样品的污染。

肠道的非致病病毒是人体肠道微生物组中的新作用者,它们与宿主和其他肠道微生物相互作用。具体地,肠道噬菌体可以从一个个体变化到下一个个体,并且不仅可以通过诸如出生模式的早期因素而形成,而且可以通过老化来形状。

噬菌体种群已被广泛研究在自然的环境和科学家们最近集中在噬菌体人体肠道内同居,这早已神秘由于缺乏可用的基因组序列进行比较。

在人体肠道,似乎噬菌体的密度在管腔含量增加,在远端方向由于肠道蠕动的推进。此外,裂解和溶原性噬菌体周期的动态在远端结肠变得更加清楚,尤其是当接近粘蛋白层,其中共生细菌几乎不存在。的平衡之间温带领先要么溶原性或裂解周期和强毒噬菌体-导致裂解的紧密调控周期-也似乎是在厚粘蛋白层维持肠道动态平衡是至关重要的。

同时,噬菌体生命周期的不同阶段可以与肠道细菌群落进行交互。在肠道相关的和全身条件,包括炎性肠疾病,营养不良和获得性免疫缺陷综合症已经检测到在phageome组成的变化。根据作者,已知的细菌群落和噬菌体之间的这些相互作用应该微生物组研究考虑。

总之,本次审查需要一个深入了解一下我们知道病毒肠道社区。尽管分析和表征肠道噬菌体群体,认为他们是塑造肠道生态系统可以与主机和交互更好地理解如何噬菌体为科学家提供线索,最重要的重要角色,与其他肠道微生物是目前面临的挑战同样的细菌很重要的。

对宿主肠道生态系统和免疫系统的深度和全面分析,以及随后对健康和疾病的影响,可以在最近发表的其他评论中审查这个问题细胞主机和微生物

参考:

Shkoporov An,Hill C.人体肠道内的细菌噬菌体:微生物组的“已知未知”细胞宿主微生物。2019年;25(2):195-209。DOI:10.1016 / j.chom.2019.01.017。