Egovirales: 新しい腸ウイルスの目
研究者たちが腸内マイクロバイオームに新しいウイルス群、Egoviralesを特定した。
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目次
ポッケスウィリケテスは、より大きな真核ウイルスのファミリーに属するウイルスのグループだよ。このウイルスたちは、大きな二本鎖DNAからなる線状ゲノムを持ってる。ヌクレオサイトウィリコタって呼ばれるカテゴリに入るんだ。このグループには、ポックスウイルスを含むキトウィラレスとアスフウィラレスの2つの主要なタイプがあるよ。ポックスウイルスは人間を含む多くの動物に影響を与える。小さな天然痘は根絶された有名な例だし、サル痘は時々人間に影響を与えてる。
ポックスウイルスは、免疫系が弱った人に良性の皮膚の成長を引き起こすこともあるよ。科学的な研究にも使われて、ウイルスの理解を深める助けになってる。一方、アスフウィルスは単細胞生物から動物まで感染することができる。有名な例としてはアフリカ豚熱ウイルスがあって、これが豚や野生のイノシシに深刻なアウトブレイクを引き起こすことがあるんだ。これらのウイルスの研究は、DNAウイルスの多様性や進化について学ぶのに重要なんだ。
ヌクレオサイトウィリコタの腸内マイクロバイオームでの役割
研究によると、ヌクレオサイトウィリコタグループの多くのウイルスは、ヒトや他の動物の腸内であまり一般的ではなく、一時的なものが多いみたい。これには驚きだね、だってこれらのウイルスは環境の中で大量に見つかるから。実際、腸内マイクロバイオームでは、細菌が主に支配しているから、これらのウイルスは一貫して見つかっていないんだ。
腸内に真核DNAウイルスが少ないのは、主に細菌で満たされているからかもしれない。少数の真核細胞は多様性がずっと少ないから、ウイルスが宿主を見つける能力が制限されちゃう。これらのウイルスは、利用可能な真核細胞が限られているために腸内マイクロバイオームでは繁栄できないと広く考えられていたんだ。
エゴウィラレスの発見
最近の研究は、公開されているメタゲノムデータを見て、ポッケスウィリケテスの多様性をよりよく理解しようとしたんだ。この分析の結果、新しいウイルスの順が見つかって、「エゴウィラレス」と名付けられることになったよ。これらのウイルスは主に人間、家畜、野生動物の腸内マイクロバイオームで見つかるみたい。面白いことに、細菌が主導する環境でも、これらのウイルスは人間の約2%に検出されてる。
エゴウィルスは複雑なゲノムを持っていて、動物に見られる真核DNAウイルスの中で最も一般的なものの一つなんだ。これが腸内のウイルスの多様性に対する新たな視点を促してるんだ。
エゴウィラレスのファミリー
DNA依存性RNAポリメラーゼは、ポッケスウィリケテスを含むヌクレオサイトウィリコタに属するほとんどのウイルスに見られる遺伝子だよ。さまざまな環境サンプルと動物の腸内マイクロバイオームのメタゲノムを調査した結果、約200万のRNAポリメラーゼ遺伝子が特定されたんだ。
その中には、既知のウイルスに関連するものもあれば、ポッケスウィリケテスに関連する新たなクレードのウイルスへとつながるものもあった。新しいグループ、エゴウイルスは、人間、牛、豚、鶏などのさまざまな腸内マイクロバイオームで広く見られることがわかった。このウイルスのゲノムには、このファミリーの他の知られたウイルスと一致する特定の特徴が見つかったんだ。
エゴウィルスの進化と機能
これらのウイルスの進化の歴史を分析した結果、ポックスウイルスとの密接な関係が明らかになり、エゴウィラレスの分類がポッケスウィリケテスの中で独自の順として強化されたよ。ゲノムの平均的なサイズと構造は、DNAの複製や転写などのプロセスに関与していることを示唆しているんだ。
詳細な研究を通じて、エゴウイルスのゲノムには、腸内環境での複製と長寿に必要な多くの遺伝子が含まれていることがわかった。一部の遺伝子はDNA修復、転写調節、タンパク質の修飾に重要だよ。特に、一部の遺伝子はエゴウィラレスグループに特有で、動物の消化器系で繁栄するための適応の可能性を示してる。
エゴウィルス粒子の構造
エゴウイルスは、複数の層からなるウイルス粒子を生成することが知られてる。この粒子は、アフリカ豚熱ウイルスと似た独特の構造を持っていると考えられていて、ポックスウイルスに見られるレンガ型の構造とは異なるんだ。これが、エゴウイルスが宿主の消化環境で生き残り、繁殖するための特別な適応を進化させたことを示唆しているかもしれない。
エゴウイルスの世界的な普及
さまざまなメタゲノムサンプルの徹底的な調査で、特に多様な地理的場所からの人間の腸内サンプルでエゴウイルスの広範な存在が示されたよ。データによると、調査された集団の中で、エゴウイルスは約2.2%の人々に見られ、特定のグループでは5.1%に増加したんだ。人間以外にも、豚やバッファロー、ヤギなどの家畜の腸内でもエゴウイルスが見つかったよ。
これらの発見は、さまざまな種におけるエゴウイルスの重要な存在を示していて、さまざまな動物の中でどれほど近い関連ウイルスが見つかるかに焦点を当ててる。特に、豚やバッファローは高い陽性率を示していて、これらのウイルスの重要な貯蔵庫であることを示唆しているんだ。
エゴウイルスとその単細胞真核生物宿主
エゴウイルスを調査するだけでなく、研究者たちは単細胞真核生物の潜在的な宿主も探ったよ。研究は2つのグループを特定した:さまざまな動物の腸内で広く見られるブラスチシスと、草食動物に一般的に見られる繊毛虫。ただし、エゴウイルスの存在とこれらの真核生物との相関は弱く、エゴウイルスがこれらを宿主として頼っていないことを示唆しているんだ。
逆に、バッファローでの他の真核宿主との共起が限られていたことは、ウイルスが単細胞真核生物ではなく、消化管の上皮細胞を感染させることを好む可能性があることを示唆しているんだ。
結論
エゴウィラレスがポッケスウィリケテスファミリー内の新たな順として登場したことは、腸内マイクロバイオームにおけるウイルスの多様性に対する理解において大きな進歩だよ。彼らの大きなゲノムと人間や動物の消化器系で持続する能力により、エゴウイルスは真核DNAウイルスの未知の側面を表しているんだ。この研究はウイルス生態の理解を深めるだけでなく、人間や動物の健康に対する潜在的な影響についてさらに研究する扉を開いてくれるんだ。
エゴウイルスの発見は、腸内の真核DNAウイルスの多様性が限られているという長年の信念に挑戦しているよ。彼らの広範な存在は、腸内マイクロバイオームや宿主の全体的な健康にかなりの影響を与える可能性があることを示唆してる。研究が進むにつれて、腸内マイクロバイオーム内のウイルスの多様性の全容が明らかになり、これらのウイルスが人間や動物の生活において果たす役割に対する理解が変わるかもしれないね。
タイトル: Egoviruses: distant relatives of poxviruses abundant in the gut microbiome of humans and animals worldwide
概要: Large and giant double-stranded DNA viruses within the phylum Nucleocytoviricota are diverse and prevalent in the environment where they substantially affect the ecology and evolution of eukaryotes1-4. Until now, these viruses were only sporadically found in the digestive system of vertebrates5-7. Here, we present the identification and genomic characterization of a proposed third order of viruses within the class Pokkesviricetes that currently consists of poxviruses and asfuviruses8. Members of this newly identified order we provisionally named "Egovirales" are commonly in the digestive system of vertebrates worldwide and are abundant in >10% of livestock animals, >2% of humans, and wild animals. Egoviruses have linear genomes up to 467 kbp in length and likely form multilayered icosahedral capsids, similar to those of asfuviruses. However, phylogenetic analysis of conserved viral genes indicates that egoviruses are the sister group of poxviruses, with implications for capsid evolution. The diversity of egoviruses already far exceeds that of all known poxviruses and animal-associated asfuviruses. Phylogenetic analyses and patterns of virus distribution across vertebrates suggest that egoviruses can be either specialists or generalists associated with a single or multiple vertebrate species, respectively. Notably, one egovirus clade is human-specific, evolutionarily constrained, and spread across continents, demonstrating a long-term association between Egovirales and the human population on the global scale. Egoviruses not only expand the ecological and evolutionary scope of Pokkesviricetes, but also represent the only diverse, widespread, and abundant group of double-stranded DNA viruses infecting eukaryotic cells in the digestive system of vertebrates.
著者: Tom O. Delmont, M. Gaia, H.-J. Ruscheweyh, A. M. Eren, E. V. Koonin, S. Sunagawa, M. Krupovic
最終更新: 2024-06-27 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.23.586382
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.23.586382.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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