2020年8月24,來(lái)自美國(guó)的科學(xué)家在Cell子刊《Cell Host & Microbe》發(fā)表了人類腸道病毒組數(shù)據(jù)庫(kù)(GVD),填補(bǔ)了腸道病毒組分析標(biāo)準(zhǔn)的“空白”通惫,為以病毒組為中心的健康和疾病研究提供標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)資源漓柑。
為什么要構(gòu)建GVD?
大家對(duì)人類腸道微生物組的研究熱度一直很高奥务,病毒作為腸道微生物群的組成部分對(duì)于人類健康和疾病也發(fā)揮著重要作用。新的研究表明袜硫,腸道病毒組通過(guò)與共生菌群的多種相互作用途徑氯葬,甚至直接與人類免疫系統(tǒng)成分相互作用,在穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)和疾病進(jìn)展中發(fā)揮著重要作用婉陷。
然而帚称,病毒組的研究由于參考數(shù)據(jù)庫(kù)的局限性,常常被忽略秽澳。與細(xì)菌16SrRNA不同闯睹,病毒缺乏通用標(biāo)記,人類腸道病毒組的研究通常使用BLAST或Kraken對(duì)NCBI病毒參考序列數(shù)據(jù)庫(kù)担神、ACLAME或自建庫(kù)進(jìn)行序列同源比對(duì)楼吃。雖然現(xiàn)在有一套病毒識(shí)別工具,包括DeepVirFinder妄讯、mavel孩锡、VIBRANT和VirSorter,但迄今為止亥贸,只有后者被用于人類腸道微生物組學(xué)文獻(xiàn)中躬窜,并且在某種程度上都依賴于參考基因組數(shù)據(jù)庫(kù)。
因此炕置,研究團(tuán)隊(duì)整理和匯總了已有的人類腸道病毒組研究數(shù)據(jù)構(gòu)建GVD荣挨,使用它來(lái)評(píng)估研究偏差和全球生態(tài)模式男韧,并展示了病毒在人類生命周期中是如何進(jìn)化的。
GVD及其主要研究結(jié)論
研究團(tuán)隊(duì)收集并整理了2697個(gè)先前對(duì)病毒進(jìn)行過(guò)研究的人類腸道宏基因組數(shù)據(jù)默垄,建立人類腸道病毒數(shù)據(jù)庫(kù)(GVD)此虑。
GVD的2697個(gè)人類腸道宏基因組數(shù)據(jù)集來(lái)自32個(gè)研究,涵蓋了16個(gè)國(guó)家的1986例個(gè)體厕倍。
GVD包含57,605個(gè)contigs和33,242個(gè)病毒種群寡壮,大部分是噬菌體(占GVD的97.7%)。迄今為止讹弯,GVD包含的病毒RefSeq中的全部噬菌體分離物比整個(gè)培養(yǎng)噬菌體分離物多12倍况既。因此,GVD極大地增強(qiáng)了人類腸道中已知噬菌體的功能组民。
為了評(píng)估GVD的效用棒仍,研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)比較GVD、NCBI的病毒RefSeq v96臭胜、DOE的IMG/ VR v4和每個(gè)研究的單個(gè)病毒組數(shù)據(jù)庫(kù)中可識(shí)別的病毒種群數(shù)量莫其,定量評(píng)估了多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的病毒識(shí)別敏感性。研究表明:GVD顯著改進(jìn)了當(dāng)前病毒基因組數(shù)據(jù)庫(kù)的病毒檢測(cè)耸三,平均病毒檢測(cè)率比RefSeq和IMG/VR分別提高了近182倍和2.6倍乱陡。
跨研究分析顯示,病毒人群水平存在強(qiáng)烈的研究偏倚仪壮。
與VLP(病毒樣顆粒)基因組相比憨颠,大體積基因組更容易制備,并且具有更高的病毒檢測(cè)率积锅,因此爽彤,大體積基因組可能是未來(lái)研究的最佳選擇。
健康的西方人腸道病毒的多樣性取決于年齡:在健康的西方個(gè)體中缚陷,年齡影響腸道內(nèi)病毒的多樣性适篙,這種多樣性從兒童期到成年期顯著增加,在65歲以后又減少箫爷。這種模式與已知的腸道細(xì)菌多樣性的消長(zhǎng)規(guī)律相吻合嚷节,只有一個(gè)例外:免疫系統(tǒng)發(fā)育不全的嬰兒腸道內(nèi)充滿了各種病毒類型,但細(xì)菌種類很少虎锚。
研究數(shù)據(jù)
可通過(guò)以下DOI鏈接直接從iVirus下載GVD病毒種群和所有IV數(shù)據(jù)庫(kù):
https://doi.org/10.25739/12sq-k039.
本研究中使用的腳本可通過(guò)如下鏈接獲攘蛱怠:
https://www.biomart.cn/v3/webinars/index.
原始數(shù)據(jù)可通過(guò)Table S1中的數(shù)據(jù)編號(hào)在SRA、iVirus或MG-RAST獲取翁都。
研究團(tuán)隊(duì)收集并整理了2697個(gè)先前對(duì)病毒進(jìn)行過(guò)研究的人類腸道宏基因組數(shù)據(jù)碍论,建立人類腸道病毒數(shù)據(jù)庫(kù)(GVD)谅猾。
GVD的2697個(gè)人類腸道宏基因組數(shù)據(jù)集來(lái)自32個(gè)研究柄慰,涵蓋了16個(gè)國(guó)家的1986例個(gè)體鳍悠。??
首發(fā)公號(hào):國(guó)家基因庫(kù)大數(shù)據(jù)平臺(tái)
參考文獻(xiàn)
Gregory A C, Zablocki O, Zayed A A, et al. The Gut Virome Database Reveals Age-Dependent Patterns of Virome Diversity in the Human Gut[J]. Cell Host & Microbe, 2020.
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