日本污水源巨型噬菌体ΦNK1与ΦBrmt的全基因组测序及进化特征解析

来自日本的研究人员通过短读长与长读长测序平台，首次报道了从新潟县和北海道/高知县混合污水中分离的两种假单胞菌巨型噬菌体（jumbo phages）ΦNK1与ΦBrmt的全基因组序列。研究通过杂交组装获得278kbp级线性基因组，GC含量36.8%，注释出360余个CDSs和7个tRNA，系统发育分析证实其与ΦKZ同属Phikzvirus属。该成果为揭示巨型噬菌体基因组多样性及宿主互作机制提供了新资源。

　　

在噬菌体研究的星辰大海中，体型惊人的巨型噬菌体(jumbo phages)始终是科学家探索的焦点——这些基因组达200-500kbp的病毒“巨人”蕴藏着丰富的生物学奥秘。日本科学家从新潟县的污水和北海道/高知县混合样本中，运用双层琼脂法成功钓取了两株假单胞菌噬菌体ΦNK1与ΦBrmt。

通过Illumina MiSeq和PacBio Revio双平台测序，研究团队获得了近200万条短读长和14万条HiFi长读长数据。经Trimmomatic质控和Unicycler杂交组装，最终得到278kbp级的完美单contig——ΦNK1（278,676bp）和ΦBrmt（278,203bp）这对“基因组双胞胎”不仅共享36.8%的GC含量，还各自携带360余个编码基因和7个tRNA，编码密度高达91%。有趣的是，PhageTerm未能预测其末端，暗示它们可能像著名的ΦKZ一样采用环状排列的线性基因组结构。

当这些数据被投放到VICTOR构建的系统发育树上时，一个蓝色圆圈(ΦNK1)和一个红色圆圈(ΦBrmt)紧紧依偎在ΦKZ身旁，坐实了它们在Phikzvirus属的“户口”。这张进化图谱还揭示了7株国际病毒分类委员会(ICTV)认证的假单胞菌噬菌体代表株之间的亲缘关系，如同在基因组星图中标注出新的星座。

从DNase处理、100kDa超滤膜纯化到SMRTbell文库构建，研究团队如同操作分子手术般精细。特别值得一提的是，他们选用的P. aeruginosa Pa12 brawn突变株——这个从犬类皮肤病变分离的“钢铁侠”宿主，能抵抗LPS靶向噬菌体的特性为成功分离扫清了障碍。这些突破不仅丰富了噬菌体资源库，更为理解巨型噬菌体与宿主的军备竞赛打开了新窗口。