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宏病毒组

产品介绍

病毒宏基因组又称宏病毒组（Virome），是在宏基因组学理论的基础上，结合现有的病毒学和分子生物学技术而兴起的一个新的学科分支。
宏病毒组突破了传统技术方法的局限，直接以环境或组织中所有病毒的遗传物质为研究对象，能够快速准确的鉴定样本中所有的病毒组成，是一种发现新病毒、研究病毒群体结构和多样性、监控病毒变异和进化研究的有力手段。在病毒发现、病毒溯源、微生物预警等方面具有重要作用。

未来研究趋势

近年来不少宏病毒组的高分文章发表，研究对象包括土壤、水体和人体，正说明了宏病毒组受到了各界科研人士的关注，并且作为后续研究的目标，正所谓“小病毒，无处不在；病毒组，大有未来!”

高分经典文章

经典文章	期刊	年份
The evolutionary history of vertebrateRNA viruses	Nature	2018
Marine DNA Viral Macro-and Microdiversity from Pole to Pole	Cell	2019
The stepwise assembly of the neonatal virome is modulated by breastfeeding	Nature	2020
Breastfeeding influences the neonatal virome	Nature	2021
Cryptic and abundant marine viruses at the evolutionary origins of Earth’s RNA virome	Science	2022
Wastewater sequencing reveals community and variant dynamics of the collective human virome	Nature Communications	2023

宏病毒组文章数量持续上升，未知领域待全球科研工作者探索，俨然宏病毒组已是未来的研究热点。

技术参数

产品	测序平台	测序策略
宏病毒组	Nova PE150	10G raw data

技术路线

病毒无处不在，但无论是人组织、海洋或土壤样品中，病毒都因为其基因组较小所以含量较低，并且宿主成分在复杂的样本中难以去除，因此病毒富集是宏病毒组的难关。而美格基因科学研发团队研发了两种高效的病毒富集方案，助科研工作者迈过难关，为宏病毒组研究进程加速！

超速离心法：借助超速离心机对已初步过滤的样本进行24h以上的蔗糖密度梯度离心，可有效地将样本中的病毒颗粒与原核生物、细胞碎片等分离。

VirOne竞争沉淀法：采用原创的VirOne竞争沉淀法，可竞争性束缚水分子并中和表面电荷，从而迫使VLPs组分从溶液中析出，并通过常规离心方法快速收集病毒颗粒沉淀。

以上两种方案均经过大量样本测试证明，均可大幅度提高测序数据中病毒有效数据的比例，为后续的分析结果提供可靠的保障。

实验流程

分析流程

（1）DNA宏病毒组分析流程

（1）RNA宏病毒组分析流程

案例解析

案例一：Response of soil viral communities to land use changes ——土壤病毒群落对土地利用变化的响应^[1]
期刊：Nature communications 时间：2022.10.12 DOI：10.1038/s41467-022-33771-2
该研究中，为探究土壤病毒群落对快速城市化过程中土地利用类型变化的响应，研究人员采集了五种不同土地利用方式的土壤样品，并对其病毒及细菌群落进行深入解析，获得了接近60,000个新的土壤病毒种群，发现土地利用方式变化影响土壤病毒群落的生活方式并改变了病毒-细菌宿主互作模式；同时土地利用方式的变化导致土壤病毒生态位的分化，进而驱动了土壤病毒群落的演化。

案例二：Mesophilic and thermophilic viruses are associated with nutrient cycling during hyperthermophilic composting^[2]
——嗜中温病毒和嗜热病毒与高温堆肥过程中的营养循环有关
期刊：The ISME Journal 时间：2023.04.08 DOI：10.1038/s41396-023-01404-1
本文研究了工业规模超嗜热堆肥（HTC）过程中嗜温和嗜热细菌及其病毒对营养循环的重要性。结果表明，病毒-细菌密度动力学和活性是紧密耦合的，嗜温细菌特有的病毒编码并表达了几个与碳循环相关的辅助代谢基因（AMG），影响了细菌的营养物质周转。大多数检测到的RNA病毒与真核生物相关，而与堆肥的嗜热阶段期间的营养循环无关。研究表明，DNA病毒可以通过细胞裂解和表达关键AMG来回收细菌生物量，从而在HTC期间驱动营养循环。因此，病毒可能被用作微生物生态系统功能的指标，以优化生物技术和农业系统的生产力。

参考文献：

[1] Liao H, Li H, Duan C S, et al. Response of soil viral communities to land use changes[J]. Nature Communications, 2022, 13(1): 6027.
[2] Liao H, Liu C, Ai C, et al. Mesophilic and thermophilic viruses are associated with nutrient cycling during hyperthermophilic composting[J]. The ISME Journal, 2023: 1-15.

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