一个偶然的发现开辟了一种寻找未知病毒的新方法。
在发表在《病毒进化》杂志上的研究中，来自牛津大学动物学系的科学家们透露，下一代测序及其相关的在线DNA数据库可以被用于病毒发现领域。他们已经开发出了一种算法，可以从在鱼类血液或组织样本中发现的病毒中检测出DNA，并可以用于识别一系列不同物种的病毒。
图片：CC0 Public Domain
下一代测序技术革新了基因组学研究，目前用于研究和理解遗传物质。它可以让科学家从一个DNA片段收集大量的数据，然后将其整理成巨大的、在线的、可公开访问的基因组数据库。
牛津大学动物学系的研究助理Dr Aris Katzourakis和Amr Aswad博士，最初是偶然发现了这个数据库的新用途。在灵长类动物身上寻找一种古老的疱疹病毒时，他们发现了两种新的无证病毒的证据。
在偶然发现的刺激下，他们开始探索是否能有意地达到同样的结果。在另一项发现新型鱼感染疱疹病毒的项目中，他们使用这项技术检测了50多个鱼类的基因组，以识别病毒DNA。果然除了他们所期待的疱疹病毒之外，研究人员还发现了一种不同寻常的病毒，甚至可能是一个新的病毒家族。这些特征被发现散落在15种不同鱼类的碎片中，包括大西洋鲑鱼和虹鳟鱼。
数字插图疱疹病毒在3d数字背景。图片来源：Shutterstock
为了证实病毒的证据不只是偶然的，或者是数据处理错误，他们测试了来自当地超市和寿司餐厅的额外样本。在购买的样品中发现了同样的病毒片段。研究报告的作者来自牛津大学动物学系的Aris Katzourakis博士说：在鲑鱼的基因组中，我们发现了一个完整而独立的病毒基因组，以及几十个病毒DNA片段，这些DNA片段已经整合到鱼的DNA中。
我们从最近的研究中得知，病毒可以整合到宿主的基因组中，有时还会在宿主体内存留数百万年。在这种情况下看起来病毒可能已经获得了通过从鲑鱼本身中窃取基因来整合的能力，这解释了它在鲑鱼基因组中如此广泛的传播。
这项研究成功的关键在于其跨学科的方法，结合了两个领域的技术:进化生物学和基因组学。这些都是古病毒学新领域的核心——对古代病毒的研究，这些病毒将它们的DNA与宿主的DNA整合在一起，有时甚至是数百万年前。每一种技术都被用来分析大量的DNA序列数据。
牛津大学动物学系和圣希尔达学院的合作者和研究助理Amr Aswad博士说：从历史上看，发现新病毒一直偏向于那些表现出疾病症状的人和动物。但是我们的研究表明下一代DNA测序在病毒识别中是多么有用。在许多人看来黑猩猩或猎鹰(falcon)的数据是令人讨厌的，而且是一种需要从结果中过滤出来的难以处理的污染物。但我们认为这是一个等待被开发的机会，因为它们可能包括值得研究的新型病毒——正如我们在我们的研究中发现的那样。我们可能会扔掉非常有价值的数据。
从历史上看发现新病毒并非易事，细胞不能自行生长，因此必须在实验室培养，然后才能进行分析，这需要几个月的时间。但牛津大学的研究为未来提供了一个巨大的机会。除了这项研究之外，这种方法还可以用于识别一系列不同物种的病毒，特别是那些已知的能够传播传染性疾病的病毒。
例如蝙蝠和啮齿类动物是臭名昭著的传染病携带者，它们似乎对这种疾病免疫。像蚊子这样的昆虫也是危害人类的病毒性疾病的携带者，比如寨卡病毒。如果有效地应用该方法，可以在病毒爆发之前发现其他病毒。
DNA双螺旋艺术图。图片版权：Shutterstock
Katzourakis博士补充道：与传统的病毒学方法相比，这项技术的真正优势在于发现的速度，以及对识别患病个体的依赖性的缺乏，收集到的病毒数据可能会被丢弃，是寻找致病和良性病毒的唯一资源，否则这些病毒将一直未被发现。
研究小组下一步将开始确定病毒的影响，以及它们是否对疾病或商业养鱼有长期的影响。在这种情况下感染病毒可能不会导致其自然宿主的疾病——在这种情况下在养殖鱼类或野生种群中存在跨物种传播的风险。
来源：牛津大学
编译：双螺旋
审校：博科园
