研究人员首次完成人类肠道病毒的绘制

APC Microbiome Ireland(APC)的研究人员与约克大学的科学家合作，完成了有史以来第一个crassvirus(也称为crassvirales，噬菌体，crass样噬菌体)的结构图谱 - 人类肠道中最丰富的病毒群，可以在塑造肠道微生物组方面发挥重要作用，影响健康和疾病。

科学家们首次在实验室中培养了一种克拉斯病毒，并开发了这种肠道病毒的详细原子级结构。这些肠道病毒被认为在塑造人类微生物组的组成和功能方面发挥作用。在实验室中培养它们的能力，以及这个新创建的结构图谱，将有助于研究它们在微生物组功能和人类健康中的作用所需的研究。该研究发表在《自然》杂志上。

关键突破包括识别病毒携带的多种货物蛋白的存在，包括找到一种同时占据病毒头部和尾部的蛋白质。这一发现使研究小组能够预测病毒如何将其DNA注入细菌靶标的机制。

还发现了一种新的蛋白质折叠，它充当“守门人” - 控制进出病毒颗粒的运输。此外，该团队现在能够为病毒基因分配功能，这些基因到目前为止一直被指定为假设的。

APC的联合首席研究员兼创始首席研究员Colin Hill教授说：“这些病毒可能是与人类相关的最丰富的生物实体，但我们在不到十年前才发现它们，所以这一切都非常新颖和非常令人兴奋。

“培养病毒是一个重要的研究里程碑和突破。从本质上讲，你必须能够培养它才能了解它，一旦我们在APC发展了培养病毒的能力，我们就能够联系约克的同事，帮助研究它的所有细节。最终的结构确实很漂亮，是对APC和约克多年细致工作的适当奖励，“Colin Hill教授说。

“这项研究强调了为什么在实验室中研究病毒所需的努力仍然很重要。我们可以从DNA测序和计算生物学中学到很多东西，但你真的需要在实验室中培养一种病毒才能完全理解它并为未来的实验提供信息，“APC研究的联合首席研究员Andrey N. Shkoporov补充道。

APC的研究人员十多年来一直在研究肠道病毒组，并为了解这些高度多样化的大量病毒做出了重大贡献。肠道病毒组包含在胃肠道中，因人类文化、生活方式和地点而异。Shkoporov教授计划继续研究肠道病毒组，包括细菌病毒在抗生素耐药性传播中的潜在作用。

最初，研究人员仅通过分析从肠道样本中获得的DNA序列才知道crassvirus的存在，但在2018年取得了重大突破，当时包括Andrey Shkoporov，Colin Hill教授，Ekaterina Khokhlova在内的一组科学家以及APC Microbiome Ireland和UCC微生物学院的其他人首次培养了crass病毒的成员。这使得研究团队能够与约克大学的Fred Antson教授和Oliver Bayfield博士合作，使用cryo-EM(冷冻电子显微镜)技术进一步研究病毒，以全面绘制构成病毒颗粒的1，440种蛋白质。

UCC研究与创新副总裁兼APC Microbiome Ireland首席研究员John F. Cryan教授说：“祝贺Colin Hill教授和Andrey Shkoporov教授进行APC的最新而重要的研究，该研究提供了crassvirus的详细结构 - 功能图谱，并结合比较顺序分析，使我们能够为参与病毒粒子组装和感染的大多数以前未表征的蛋白质分配功能。