丹麦污水处理厂宏基因组中巨型病毒的多元相互作用网络分析

《The ISME Journal》：Multilayered network analysis reveals the centrality of newly discovered Nucleocytoviricota in wastewater treatment plant communities

　　

摘要

Nucleocytoviricota 门病毒的基因组异常庞大、基因库复杂，模糊了病毒与细胞生命的界限，因而极为引人注目。以往研究利用计算方法绘制了它们的多样性图谱，实验研究也并行推进，逐步阐明它们与宿主、细菌共生体、共感染噬菌体及移动遗传元件之间错综复杂的相互作用。尽管这些实体不太可能在同一宿主细胞内同时复制，但它们汇聚于同一环境中所形成的密集潜在相互作用网络，亟需一种整体性、基于拓扑结构的分析。本研究从23座丹麦污水处理厂深度测序的宏基因组中恢复了61个Nucleocytovirus、15个噬菌体和14个类似polinton的病毒的高质量基因组，并与微生物 contig 整合到一个多层交互网络中。该网络揭示了多个层面的推定相互作用，包括Nucleocytovirus与超寄生元件的共存、与富集活性污泥细菌的关联，以及整合事件的读段层面信号。结果表明，这些病毒中的巨型病毒充当了中心性诱导实体，将其他成员推升至群落中的高度中心位置，因而在塑造污水处理厂微生物群落结构、生态与演化过程中扮演关键角色。