ヴィローム

ウイロームとは、特定の生態系、生物、またはホロバイオントに関連していることが判明しているウイルス核酸のメタゲノム配列決定によって調査および記述されることが多いウイルスの集合体^{[1] [2]を指します。この言葉は、環境}ウイルスショットガンメタゲノムを説明するために頻繁に使用されます。バクテリオファージを含むウイルスはあらゆる環境に存在し、ウイロームの研究により、栄養循環^{[4] [5]}、 [6]、免疫の発達、^{[ 7 ]、}溶原性変換による遺伝子の主な供給源に関する知見が得られています。また、 qPCRとNGSの方法論を使用して、31人のフィンランド人の9つの臓器（結腸、肝臓、肺、心臓、脳、腎臓、皮膚、血液、毛髪）でヒトウイロームが特徴付けられています。^[8]

ウイロームの最初の包括的な研究は、ショットガンコミュニティシーケンシング^[9]によるもので、これはしばしばメタゲノミクスと呼ばれます。2000年代に、ローワー研究室は海水、^{[9] [10]}海洋堆積物、^[11]成人のヒトの便、^[12]幼児のヒトの便、^[13]土壌、^[14]血液からウイロームの配列を決定しました。^[15]このグループは、シンガポールゲノム研究所の協力者と共同で、最初のRNAウイロームの解析も行いました。^[16]これらの初期の研究から、ゲノムの多様性のほとんどはグローバルウイロームに含まれており、この多様性のほとんどは未だに特徴付けられていないという結論が出されました。^[17]この見解は、個々のゲノムシーケンシングプロジェクト、特にマイコバクテリアファージによって裏付けられました。^[18]

2010年代後半までに、シーケンシング技術の進歩により、ウイロームの詳細な調査が可能になりました。^[19]これらの進歩の結果、特にヒトの腸のウイロームが注目を集めるようになりました。^{[20] [21]}

ウイルス粒子を研究するために、通常は濾過、密度遠心分離、および酵素処理を組み合わせて遊離核酸を除去し、ウイルス様粒子を細胞成分から分離します。^[22]その後、核酸はメタゲノム法を使用して配列決定され、分析されます。あるいは、最近の計算方法では、直接メタゲノムアセンブルされた配列を使用してウイルスを発見します。^[23]

グローバル海洋ウイルス（GOV）は、国際チームが2回の調査期間に世界中の海洋で収集した150以上のサンプルのディープシーケンスで構成されたデータセットです。 ^[24]

ウイルスは地球上で最も豊富な生物であるが、未知のウイルスの検出、分離、分類の難しさから、地球規模 のウイルス群の徹底的な調査は行われていない。 ^{[25]ウイルスの世界的な分布、系統多様性、宿主特異性を評価するために、地理的に多様な3,042のサンプルから5Tbを超える}メタゲノム配列データが使用された。^[25]

2016年8月、これまでで最大のファージを含む125,000以上の部分DNAウイルスゲノムが発見され、既知のウイルス遺伝子の数は16倍に増加しました。^[25] 推定宿主ウイルスのつながりを特定するために、一連の計算方法が使用されました。^[25] 分離されたウイルスの宿主情報はグループに投影され、ウイルスグループの2.4%に宿主の割り当てが行われました。^[25]

次に、CRISPR -Cas原核生物免疫システムが、以前に宿主に感染したファージ（プロトスペーサー）からのゲノム断片の「ライブラリ」を保持します。^[25]メタゲノムウイルスコンティグ（mVC） と一致する分離微生物ゲノムからのスペーサーは、ウイルスグループの4.4％とシングルトンの1.7％で特定されました。^[25] ウイルスのトランスファーRNA（tRNA）遺伝子は宿主に由来するという仮説が検討されました。^[25]

mVCの7.6%で特定されたウイルスtRNAは、単一の種または属からゲノムを分離するために一致しました。^[25] tRNAベースの宿主ウイルス割り当ての特異性は、属レベルで94%の一致を示したCRISPR-Casスペーサーマッチによって確認されました。これらのアプローチにより、9,992の推定宿主-ウイルス関連が特定され、mVCの7.7%に宿主の割り当てが可能になりました。^[25] これらの接続の大部分はこれまで知られていなかったもので、これまでウイルスが特定されていない16の原核生物門の宿主が含まれています。^[25]

多くのウイルスは、関連する宿主に感染することに特化したものである。^[25]分類 上の 目を超えて宿主に感染するウイルスのジェネラリストが存在する可能性がある。 [25] CRISPRスペーサーの一致のほとんどは、1つの種または属内の宿主に対するウイルス配列からのものである。 ^{[25]一部のmVCは、より高次の分類群の複数の宿主にリンクされていた。ヒトの口腔サンプルからのmacで構成されたウイルスグループには、}アクションバクテリアとバシロタ のスペーサーとほぼ正確に一致する3つの異なるフォトスペーサーが含まれていた。^[25]

2017年1月、最大のインタラクティブな公開ウイルスデータベースであるIMG/VRシステム^{[26]には、265,000のメタゲノムウイルス配列と分離ウイルスが含まれていました。この数は、2018年11月（IMG/VR v.2.0）には760,000以上にまで増加しました。 [27]} IMG/VRシステムは、メタゲノムサンプルから得られたウイルス断片の配列解析の出発点として機能します。

ヒトのビロームは、体内に生息する多様なウイルス群を包含しています。これまでのハイスループットシーケンシング（HTS）の進歩により、その多様性、進化のダイナミクス、ゲノム統合に関する知見が明らかになりました。しかし、過去の浅いシーケンシングにより、組織常在ウイルスの遺伝子構成と多様性は十分に解明されておらず、病原性やウイルスの進化における役割の理解を妨げていました。2024年には、ビロームに関する研究で、非ウイルス性の原因で死亡した個人の複数の臓器に残存するウイルスが調査され、ウイルス配列は各個人内で高度に保存されており、単一の優勢株からの持続性を示していることが明らかになりました。2つのケースでウイルスの多様性が増加したことから、再活性化が変動性に影響を与える可能性が示唆されました。この研究では、宿主からの選択圧や、MCPyVの切断やヘルペスウイルス6BとミトコンドリアDNAの新たな関連性など、非癌患者においても予期せぬウイルスゲノムの統合が特定され、組織常在ウイルスとその潜在的な健康への影響に関する新たな知見が得られた。^[28]

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