除了细菌,研究人员还开始研究古生菌、真菌、原生动物和病毒人类肠道微生物群虽然现在已经知道,人类肠道微生物群包含几种病毒,其中大多数是噬菌体,但对这些病毒知之甚少人肠道生物部分原因是目前的宏基因组学和生物信息学协议和技术在分析粪便病毒群方面存在局限性。事实上,人类肠道病毒群被称为“病毒暗物质”,因为细菌病毒的分类在很大程度上是未知的由于物种的高间单个变化,缺乏16S核糖体核糖核酸(RRNA)的通用基因标记物,以及基本上不完整的病毒数据库。

随着更多的研究出现,目前已知,人类肠道病毒群是一个复杂的生态系统,由与健康有关的多种病毒物种组成.这包括营养不良调节免疫反应,如在HIV患者的严重免疫缺陷,它也可能在诸如此类的疾病中发挥作用炎症性肠病事实上,人类肠道病毒被认为通过改变细菌的多样性和促进肠道生态系统的形成扮演着重要的角色水平基因转移*

Shkoporov及来自大学Colly Cork在科克,爱尔兰大学Cork的同事最近发表了纵向偏见研究9个健康成年人的人类粪便噬菌体群体中包括每月抽样12个月,以及一个健康主题,他们接受了26个月的抽样。研究人员测序扩增的DNA和源自提取的粪便病毒样颗粒级分的圆形DNA(cDNA)。然后通过16S rRNA基因文库互补这些序列,以将肠道生物组合物放入总微集体结构的更广泛的背景下。此外,科学家们创建了一种新的病毒序列目录,其术语和部分病毒基因组序列和严格去除细菌序列污染物后的片段,以实现更完整且偏差的病毒数据库。

作者发现包括α-多样性和病毒计数,包括α-多样性和病毒计数的人体肠道生物组合物随着时间的推移和高度变化而显着稳定,它们称呼持续的个人病毒。此外,他们还检测到一个由22个显性和持久性病毒群组成的小系统发育核心,主要由类克拉斯噬菌体组成,剖宫产双链DNA噬菌体的顺序,单链DNA毒性噬菌体家族microviridae,据信是感染细菌微生物的大多数,并且是毒性的噬菌体

作者推测,类cras噬菌体和噬菌体可能在肠道病毒群中发挥关键作用,因为它们在个体之间共享的可能性最高,并在病毒的小系统发育核心中占主导地位。他们还观察到细菌微生物群和病毒群之间的微生物组成密切相关。例如,较高的相对水平普氏菌低总病毒载量与病毒群α-多样性增加有关。

研究人员还分析了与细菌基因组匹配的CRISPR间隔序列,发现大多数持久性个人病毒噬菌体感染了来自该属的大量持久性细菌拟杆菌,粪钙杆菌,真杆菌,普氏杆菌,paraMacteroides.类原核细菌通过进化获得了多种防御噬菌体的机制,如被称为CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)的噬菌体DNA序列。由于这些重复序列在原核生物基因组中很常见,在长度、序列和位置上各不相同,而且对单个菌株来说往往是独特的,因此它们是鉴定特定菌株的有用工具。

除了持续的个人病毒素外,它们还定义了每个单独的非持久性病毒体,因为瞬时检测到的病毒体(TDV)与之相比,这不太稳定和个性化,并且与此相比具有低丰度持续的个人病毒群体有趣的是,这些瞬态噬菌体含有多个CRISPR原强,映射到细菌分类群,例如链球菌,梭状芽胞杆菌,阿克曼氏菌,不动杆菌,李斯特菌,大肠杆菌毕洛拉它们在人类肠道微生物群中更短暂且较少。

总的来说,这项纵向研究表明,人类肠道病毒群随时间的推移是稳定的,并针对每个个体。这项关于健康人类肠道病毒群外观的新宏基因组研究,为更好地理解肠道细菌和病毒如何相互作用和塑造宿主健康铺平了道路。

参考:Shkoporov An,Clooney Ag,Sutton T,等。人体肠道生物是高度多样化,稳定和个体特异性的。细胞主机和微生物,2019. DOI:10.1101 / 657528。https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/s1931-3128(1931-3128(CSectitle0020.