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人類腸道微生物新發現:入侵細菌的巨型病毒

2019/1/30 — 12:38

病毒不止會侵襲人體,部份還可能專門攻擊人類腸道細菌。研究已刊於《自然—微生物學》。

加州大學柏克萊分校研究人員 Jill Banfield 參與孟加拉一項人類腸道微生物研究時,無意中發現一些屬於噬菌體 (Bacteriophages) 的巨型病毒。由於病毒在拉克沙姆行政區 (Laksham Upazila) 發現,因此她們將其命名為拉克病毒 (Lak Phage)。拉克病毒不會直接感染人類細胞,而是會感染腸道細菌。

利用基因分析,研究人員發現這類巨型病毒比一般病毒的基因譜大 10 倍,而且比以往從人體發現的病毒還要大最多 2 倍。他們估計拉克病毒約 200–300 納米大,而一般細菌則界乎於 200–2,000 納米左右大。 Banfield 估計,拉克病毒較大的基因譜可讓它們製造蛋白質,阻止細菌宿主影響病毒複製。另外,由於巨型病毒體型比部份細菌還要大,發現也許會令現有生物的定義變得更模糊。

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不過拉克病毒並非「人人有份」。研究人員發現這種病毒是以普雷沃氏菌屬 (Prevotella) 為目標,而這種細菌只會在以非西方、高纖維及低脂肪飲食的人類腸道中發現。帶領研究的 Audra Devoto 也在坦桑尼亞部落族人的腸道中,發現克拉病毒。相反,一些以西方料理為主食的人類,未必會發現到這種巨型病毒。

研究人員也發現,參加者腸道的拉克病毒及普雷沃氏菌屬水平會隨時間改變,或者反映兩者間存有一個循環,互相制衡。

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不僅是人類,研究人員也從狒狒和豬的腸道內發現拉克病毒。此外,豬隻拉克病毒的基因譜更與人類相近,反映拉克病毒或可在不同物種之間傳播。研究人員更推測,由於狒狒對拉克病毒沒有太大免疫反應,而且感染率也較高,顯示牠們是近期才開始感染拉克病毒。

研究人員指出,拉克病毒內的基因譜可能存有大量未知功能的蛋白質,未來或者利用基因編輯技術 CRISPR-Cas9 ,逐步揭開其秘密。也可能可善用拉克病毒特性,幫助治療與普雷沃氏菌屬有關的上呼吸道疾病,或牙周疾病。 

來源:
Phys.org, Whopping big viruses prey on human gut bacteria, 28 January 2019

報告:
Devoto, A.E., Santini, J.M., Olm, M.R., Anantharaman, K., Munk, P. & et al. (2019). Megaphages infect Prevotella and variants are widespread in gut microbiomes. Nature Microbiology, Published Online. DOI: 10.1038/s41564-018-0338-9

文/Edward Ho 、審核/Alan Chiu

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