研究揭示氣象變化驅動城市大氣病毒組遺傳多樣性

　　中國科學院微生物研究所研究員溫廷益團隊研究了北京近地表的大氣病毒遺傳多樣性闡明了不同天氣條件下城市上空DNA病毒群落組成與氣象變化之間的作用關系，明確了潛在的生物標志物，解析了新型病毒特征、輔助代謝網絡以及病毒-宿主關系，揭示了大氣病毒群落的生態作用及其可能的傳播方式。相關研究近日發表于《先進科學》期刊。

　　土壤、水體、冰川及動植物等來源的病毒，包括流感、冠狀病毒等致病病毒，能夠通過氣溶膠遠距離擴散和傳播，從而對環境和生態健康造成潛在的危害。但由于空氣病毒樣本收集困難、缺乏標準標記基因以及檢測工具，空氣病毒組的豐度、群落組成、代謝特征及傳播機制等尚不清楚。因此，開展空氣病毒組學研究對于理解它們在生態系統及人類和動植物健康中的作用很有必要。

　　溫廷益團隊與中國農業大學合作，從13個空氣樣本中收集了263.5Gb數據開展病毒宏基因組研究。通過組裝和分析12484個病毒（聚類到221個病毒屬、47個病毒科、19個病毒目和15個病毒綱），鑒定出12個候選病毒分屬于新的病毒目、科和屬。這些大氣病毒攜帶多種輔助代謝基因，參與核糖、dNDP、dNTP和輔因子的生物合成以及糖和氨基酸的降解利用，在病毒DNA復制和在大氣環境存活過程中發揮關鍵作用。

　　進一步研究發現，大氣病毒群落的組成受天氣條件影響，其主要生物標志物為有尾噬菌體。在晴天和雨天中，單鏈DNA復單病毒占比69%~78%，而在多云和霧霾天氣中，雙鏈DNA病毒的有尾噬菌體占比70%~78%，這一比例接近人類和動物腸道中的有尾噬菌體豐度。病毒-宿主關系分析顯示，80%以上大氣病毒可能感染彎曲桿菌和腸桿菌，在霧霾天氣中比例更高。

　　研究揭示了病毒有可能通過氣溶膠在動物和城市上空之間傳播，為理解大氣病毒遺傳多樣性、傳播方式和生態作用提供了新的認識。

　　相關論文信息：

　　https：//doi.org/10.1002/advs.202404512