极地环境病毒组
文献：Rahlff, J., Westmeijer, G., Weissenbach, J. et al. Surface microlayer-mediated virome dissemination in the Central Arctic. Microbiome 12, 218 (2024). https://doi.org/10.1186/s40168-024-01902-0
摘要
背景： 水生病毒在塑造微生物群落中起着关键作用。在极地环境中，病毒面临着诸多挑战，如宿主资源有限和环境条件恶劣。然而，由于这些生态系统的访问受限，我们对病毒的多样性、丰度、适应性及宿主相互作用的了解仍然有限。
结果： 为弥补这一知识空白，研究者研究了来自中央北极和格林兰北部大气近水生生态系统的病毒。病毒-宿主分析的水样采集自约60厘米深度和亚毫米表面微层（SML），样本采集是在极地夏季的2021年“同步极地调查”（Synoptic Arctic Survey）期间进行的，地点为破冰船Oden。水样来自融水池和开阔水域，经过大小分级过滤后，进行了基因组解析的宏基因组学和培养研究。融水池中的原核生物多样性显著低于开阔水域。 融水池的主要微生物为黄杆菌属（Flavobacterium sp.）和Aquiluna属（后者基因组较小，仅为1.2 Mb，并具有通过磷酸乙酰转移酶-乙酸激酶途径生成ATP的代谢潜力）。融水池的病毒多样性在宿主部分（0.2–5 µm）上明显低于开阔水域。在1154个病毒操作分类单元（vOTUs）中，约三分之二被预测为噬菌体，其中17.2%编码有辅助代谢基因（AMGs），这些基因具有代谢功能。一些AMGs如甘油-3-磷酸胞苷转移酶和冰结合蛋白可能为宿主提供抗冻保护。前噬菌体常与SML基因组相关，且从北极SML菌株Leeuwenhoekiella aequorea Arc30中诱导了两个活跃的前噬菌体。 研究者还发现，与约60厘米深度相比，SML中的vOTU丰度与该vOTU在五个不同北极站点的分布呈更强的正相关。
结论： 研究结果表明，病毒采用复杂的策略以适应极端、宿主有限的环境。此外，研究者的观察结果表明，海气界面是中央北极病毒分布的重要平台。