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海洋生物学与生物技术功能实验室揭示了深海热液病毒 对宿主微生物代谢通路具有补偿作用
来源:海洋生物学与生物技术功能实验室    2017-09-20 20:36:53

病毒是海洋生态系统中数量最多的生物体,在调节微生物群落结构和生物地球化学循环中起着非常重要的作用。病毒通过裂解宿主细胞控制微生物的种群大小和群落结构,是造成宿主微生物死亡的主要原因。一直以来,人们都认为病毒对宿主是有危害的。然而最近的一些研究表明,病毒可以参与宿主的代谢过程,可能对宿主的生存起到至关重要的作用,但对病毒与宿主微生物之间的关系目前还没有明确的结论。

海洋国家实验室海洋生物学与生物技术功能实验室章晓波教授研究团队采集了三个深海热液区的沉积物样品,对其进行了病毒组和微生物组分析。结果表明病毒对于寄主微生物的某些代谢通路具有补偿作用。病毒基因不但可以参与微生物的大部分代谢通路,还可以形成一些分支通路,增加宿主代谢通路的多样性,包括嘧啶通路,丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸通路,氮代谢通路,双组分系统和有机砷同化通路,氨酰-tRNA的生物合成,氨基糖和核苷酸糖通路。众所周知,深海热液系统是一个相对孤立的生态系统,几乎不受其他生态系统的影响。由此可见,海洋病毒对其宿主微生物的代谢过程具有一定的补偿作用,可能帮助宿主增强对极端环境的适应性,对宿主的生存起关键作用。

该研究结果发表于mBio。


11.png

病毒基因对宿主微生物代谢的补偿作用


(A)嘧啶代谢途径;(B)天冬氨酸代谢途径;(C)双组分体系的氮代谢和同化途径;(D)硒代谢途径;(E)氨基-tRNA的生物合成途径;(F)氨基糖和核苷酸糖代谢途径。图中红色标注为宿主微生物基因,绿色标注为病毒基因,蓝色标注病毒与微生物共有的基因。

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