模式動物腸道噬菌體的多樣性和關聯性

[本刊訊］中國科學院深圳先進技術研究院馬迎飛研究員的團隊首次對三種模式動物的高質量腸道噬菌體進行深人挖掘和全面分析，揭示了小鼠、豬、食蟹猴腸道噬菌體的多樣性和關聯性。相關成果于2025年6月20日發表在《微生物組》（Microbiome）上。

小鼠、豬、食蟹猴是腸道微生物研究中常用的模式動物，對其腸道噬菌體多樣性的系統性研究、對不同模式動物的腸道噬菌體的比較分析目前尚有欠缺，它們與人類腸道微生物的關聯性也不明晰。

研究團隊以三種模式動物腸道的宏基因組數據為研究對象，從407、980、110個小鼠、豬、食蟹猴腸道宏基因組中挖掘得到977、12896、1480條種高質量病毒序列，分別構成hcMGV、hcPGV和hcCMGV數據庫。其中絕大部分與病毒數據庫ICTV和IMG/VR之間的相似度較低，屬于有尾噬菌體，擴展了模式動物腸道中噬菌體的多樣性。研究團隊還發現，小鼠、豬、食蟹猴腸道中分布率最高的5個病毒群與分類信息已知的ICTV病毒之間的關聯性不強。而在模式動物腸道噬菌體中鑒定到的315條crAss樣噬菌體之中的182條則說明模式動物腸道crAss樣噬菌體至少在屬水平上擴展了Crassvirales目的多樣性。此外，研究團隊鑒定到243條基因組長度大于等于200千堿基對的巨型噬菌體，其中部分巨型噬菌體包含CRISPR/Cas系統，其功能十分復雜。

研究團隊從種、屬、功能注釋三個維度，分別比較hcMGV、hcPGV和hcCMGV數據庫的異同，發現hcPGV和hcCMGV之間的相似度更高。為了探索模式動物腸道噬菌體與人類腸道微生物的關聯，研究者與人類腸道病毒數據庫進行比對，結果表明，就核酸與蛋白水平而言，hcCMGV表現出高于hcMGV和hcPGV的相似性。在與人類腸道微生物CRISPR間隔序列的匹配研究中，超過半數的hcCMGV匹配成功，進一步說明hcCMGV與人類腸道微生物之間的關聯更為密切。

此項研究揭示了小鼠、豬、食蟹猴腸道噬菌體的多樣性，發現了一些廣泛存在的新型病毒類群，首次揭示了模式動物腸道中crAss樣噬菌體和巨型噬菌體的多樣性，為將來的相關研究提供了高質量的參考數據，并表明豬與食蟹猴腸道噬菌體之間的關聯性強于小鼠，食蟹猴腸道噬菌體與人類腸道微生物的關聯更緊。