W ludzkich jelitach naukowcy zidentyfikowali ponad 140 tys. gatunków wirusów

Wirusy to najliczniejsze jednostki biologiczne na Ziemi. Niektóre z nich zamieszkują ludzkie jelita, ale choć materiału do badań nie brakuje, były dotychczas nader słabo poznane.

Dopiero teraz naukowcy z Wellcome Sanger Institute i Europejskiego Instytutu Bioinformatyki EMBL (EMBL-EBI) zidentyfikowali ponad 140 tys. gatunków wirusów żyjących w ludzkich jelitach. Ponad połowy z nich nigdy wcześniej nie zaobserwowano.

Korzystając z metody sekwencjonowania DNA zwanej metagenomiką trzeba było przeanalizować ponad 28 tys. próbek mikrobiomu jelitowego zebranych w różnych częściach świata. Uzyskane dane otwierają nowe możliwości badawcze w celu zrozumienia, w jaki sposób wirusy żyjące w jelitach wpływają na zdrowie ludzi.

Ludzkie jelita to niezwykle różnorodne biologicznie środowisko, znane przede wszystkim z obfitości bakterii (które stanowią większą część suchej masy kału). Jednak oprócz bakterii żyją tam również setki tysięcy gatunków wirusów zwanych bakteriofagami, które mogą zakażać bakterie. Wiadomo, że brak równowagi w ludzkim mikrobiomie jelitowym może przyczyniać się do chorób i złożonych schorzeń, takich jak nieswoiste zapalenie jelit, alergie i otyłość.

Dr Alexandre Almeida, związany z EMBL-EBI oraz Wellcome Sanger Institute, powiedział: Ważne jest, aby pamiętać, że nie wszystkie wirusy są szkodliwe, ale stanowią integralną część ekosystemu jelitowego. Po pierwsze, większość wirusów, które znaleźliśmy ma jako materiał genetyczny DNA, czym różnią się od patogenów znanych większości ludzi, takich jak SARS-CoV-2 lub Zika, które są wirusami RNA. Po drugie, próbki te pochodziły głównie od zdrowych osób, które nie miały żadnych specyficznych chorób. Fascynujące jest zobaczyć, jak wiele nieznanych gatunków żyje w naszych jelitach i spróbować rozwikłać związek między nimi a ludzkim zdrowiem.

Wśród dziesiątek tysięcy nowo odkrytych wirusów zidentyfikowano nowy, bardzo rozpowszechniony klad, czyli grupę wirusów uważanych za mających wspólnego przodka, którą autorzy określają jako "Gubaphage". Okazało się, że jest to drugi najbardziej rozpowszechniony klad wirusów w ludzkim jelicie, po "crAssphage", który został odkryty w 2014 roku. Obie te grupy wirusów wydają się infekować podobne typy bakterii jelitowych człowieka, ale bez dalszych badań trudno jest poznać dokładne funkcje nowo odkrytego kladu.

Jak powiedział dr Luis F. Camarillo-Guerrero, pierwszy autor badania z Wellcome Sanger Institute: Ważnym aspektem naszej pracy było zapewnienie najwyższej jakości zrekonstruowanych genomów wirusa. Rygorystyczna kontrola jakości w połączeniu z podejściem opartym na uczeniu maszynowym umożliwiła nam ograniczenie zanieczyszczeń i uzyskanie wysoce kompletnych genomów wirusów. Wysokiej jakości genomy wirusów umożliwiają lepsze zrozumienie ich roli w naszym mikrobiomie jelitowym, w tym odkrycie nowych metod leczenia, takich jak środki przeciwdrobnoustrojowe na bazie bakteriofagów.

Wyniki badania stanowią podstawę wysoce wyselekcjonowanej bazy danych fagów jelitowych (GPD). Dr Trevor Lawley, starszy autor badania z Wellcome Sanger Institute, powiedział: Badania bakteriofagów przeżywają obecnie renesans. Ten wysokiej jakości katalog wirusów jelitowych o dużej skali pojawia się w odpowiednim momencie, aby służyć do planowania analizy ekologicznej i ewolucyjnej w przyszłych badaniach nad wiromem (czyli wirusami zamieszkującymi jelita).