世界的に豊富に存在する海洋ウイルスの生態系学と潜在的な生地化学的影響

科学分野:

• 海の微生物学
• ウイルス学
• 生地化学

背景:

• 海洋の微生物は 地球規模の生地化学的サイクルを駆動しますが ウイルスはこれらのプロセスに 大きく影響します
• 海のウイルスの多様性は,サンプリングと培養の課題により,1%未満のウイルスが知られているため,十分に理解されていません.
• ウイルスは微生物コミュニティの構成,代謝,進化において重要な役割を果たします.

研究 の 目的:

• 表面と深海のサンプルから ウイルスのゲノムを集めて分析し 豊富なウイルスの世界地図を作成します
• ウイルス集団,ウイルスクラスター,およびウイルスにコードされた補助代謝遺伝子を特徴付ける.
• バイオジオケミカルサイクル,特に硫黄と窒素のサイクルを操作するウイルスの役割を調査する.

主な方法:

• 完全なウイルスゲノムと 大規模なゲノム断片を タラ・オーシャンズと マラスピナ探検から集めました
• ウイルス集団とクラスタを特定するための"グローバル・オーシャン・ウィローム"データセットの分析
• ウイルスクラスタを微生物宿主とコンピュータでリンクし,ウイルスにコードされた補助代謝遺伝子を識別する.

主要な成果:

• エピペラジックおよびメソペラジックウイルスの集団は15,222個で,ウイルスのクラスターは867個で,海洋ウイルスの集団は3倍になりました.
• 38 豊富なウイルスクラスタは,すべてのウイルス集団のほぼ半分を占め,その3分の2は新たに記述されたウイルスを表しています.
• 硫黄と窒素の循環に関与する新しい遺伝子を含め,243のウイルスにコードされた補助代謝遺伝子が特定されました.

結論:

• この研究は,海洋ウイルスゲノムの包括的なカタログを提供し,ウイルスの多様性に関する私たちの知識を大幅に拡張します.
• 豊富に存在するウイルスは,補助代謝遺伝子をコード化することで,重要な生地化学サイクル (硫黄と窒素) に直接影響します.
• 発見は,栄養循環とトロフィックネットワークの海洋生態系モデルにおける重要なプレイヤーとしてのウイルスの統合を必要としています.