VIRE: globalna platforma z milionami genomów wirusów

Naukowcy opracowali VIRE, bazę danych integrującą około 1,7 miliona genomów wirusowych pochodzących z ponad 100.000 metagenomów na całym świecie.

Dane metagenomiczne uzyskuje się poprzez kompleksowe sekwencjonowanie całego DNA obecnego w środowisku. Takie podejście umożliwia odzyskiwanie informacji genomicznej z mikroorganizmów i wirusów, których nie można hodować w laboratorium. Badaniami kierowali Peer Bork, starszy naukowiec i tymczasowy dyrektor generalny EMBL w Heidelbergu, oraz Suguru Nishijima, adiunkt w Life Science Data Research Center, Graduate School of Frontier Sciences, Uniwersytet Tokijski i były pracownik naukowy podoktorancki w Grupie Bork. Praca została opublikowana w czasopiśmie Nucleic Acids Research.

➔ PRZECZYTAJ TAKŻE: Okryto pierwszego „wirusożercę” – organizm, który zjada wirusy

Viral Integrated Resource across Ecosystems (VIRE) to jak dotąd największe i najbardziej kompleksowe źródło informacji o wirusach, stanowiące globalną podstawę do zrozumienia różnorodności wirusów w ekosystemach antropogenicznych i środowiskowych. Oczekuje się, że prace te znacznie pogłębią wiedzę na temat ekologicznej roli wirusów i ich interakcji ze społecznościami mikroorganizmów.

Chociaż wiadomo, że różnorodne wirusy zamieszkują ekosystemy na całej planecie, brak kompleksowych ram utrudnia systematyczne zrozumienie ich globalnej różnorodności. W szczególności wiele wirusów występujących w środowiskach takich jak oceany, gleby i jelita człowieka to bakteriofagi, które infekują bakterie. Ponieważ większości bakteriofagów nie da się łatwo wyhodować w laboratorium, ich różnorodność i funkcje od dawna pozostają nieuchwytne.

Wykorzystując najnowocześniejsze technologie wykrywania wirusów, zespół kompleksowo zidentyfikował wirusy, głównie bakteriofagi, w różnych środowiskach, takich jak organizm człowieka, oceany i gleby, oraz przewidział ich taksonomię, gospodarzy i funkcje genów. Zastosowano również zaawansowane metody obliczeniowe do wykrywania genomów wirusów z dużą dokładnością. Umożliwiło im to zebranie i zintegrowanie około 1,7 miliona genomów wirusowych o średniej i wysokiej jakości, co stanowi ogromny postęp wykraczający poza istniejące bazy danych wirusów.

Co więcej, w przypadku wirusów infekujących bakterie i archeony, zespół wykorzystał mechanizm obronny gospodarza znany jako sekwencje dystansowe CRISPR, aby z dużą precyzją wnioskować o organizmach gospodarza. Są to sekwencje DNA przechowywane przez bakterie i archeony jako zapis przeszłych infekcji wirusowych, a poprzez analizę tych sekwencji możliwe jest wywnioskowanie, które wirusy wcześniej zainfekowały które organizmy gospodarza. Naukowcy wyjaśnili również funkcje genów wirusowych, integrując adnotacje z wielu biologicznych baz danych, takich jak KEGG i COG, które opisują szlaki molekularne i funkcje genów.

VIRE jest obecnie największą na świecie zintegrowaną platformą udostępniającą taksonomię wirusów, przewidywanych gospodarzy i funkcje genów w ramach ujednoliconych ram. Oczekuje się, że umożliwi ona prowadzenie badań opartych na danych w szerokim zakresie dziedzin, w tym ekologii wirusów, ewolucji mikroorganizmów i nauk o środowisku. To osiągnięcie stanowi ważny krok naprzód w zrozumieniu globalnej różnorodności wirusów i przyczyni się do odkrycia interakcji między wirusami a mikrobami, a także do rozwoju badań nad zmianami środowiskowymi, zdrowiem człowieka i chorobami.

Więcej informacji: Suguru Nishijima i in., VIRE: a metagenome-derived, planetary-scale virome resource with environmental context (pol. VIRE: zasób wiromów pochodzący z metagenomu, o zasięgu planetarnym, z kontekstem środowiskowym), Nucleic Acids Research (2025). DOI: 10.1093/nar/gkaf1225.

źródło: Phus.org | Nucleic Acids Research | European Molecular Biology Laboratory