Получены геномы 85 ранее неизвестных гигантских фагов

К группе джамбо-фагов (jumbo phages) относят гигантские фаги порядка Caudovirales, размер генома которых превышает 200 тысяч пар оснований, а диаметр вирионов может достигать 0,45 мкм. Джамбо-фаги отличаются от других фагов более сложной биологией, в частности, в их геномах закодирован собственный транскрипционный аппарат. Кроме того, многие из них имеют сложные системы анти-CRISPR.

Тем не менее, разнообразие джамбо-фагов изучено очень слабо, и на их долю приходится лишь 3% полных геномов представителей Caudovirales. Авторы новой работы, опубликованной в журнале The ISME Journal, изучили разнообразие и распространение джамбо-фагов в океанах. Они разработали новый подход к выявлению геномов этих фагов в метагеномных данных и получили 85 новых геномов джамбо-фагов.

Исследователи работали с 1545 высококачественными сборками метагеномных последовательностей, которые ранее использовались для выявления новых гигантских вирусов эукариот. Они модифицировали алгоритм обнаружения этих вирусов под джамбо-фаги. В выбранном учеными наборе данных содержались сборки ДНК водных организмов, полученных в рамках программы Tara Oceans, а также несколько дополнительных сборок. Для дальнейшей работы авторы исследования сконцентрировались на образцах Tara Oceans, так как они содержали данные о разделении водных микроорганизмов на фракции по размеру.

В итоге были идентифицированы 85 новых геномов джамбо-фагов, размер которых варьировал от 201 до 498 тысяч пар оснований. Большинство новооткрытых джамбо-фагов принадлежали к фракции частиц диаметром более 0,22 мкм, что соответствует текущим представлениям о размерах вирионов джамбо-фагов.

Филогенетический анализ полученных геномов джамбо-фагов и других ДНК-содержащих вирусов показал, что джамбо-фаги являются полифилетической группой и принадлежат к пяти кластерам. Они отличаются стратегиями репликации, геномным репертуаром и потенциальными бактериями-хозяевами.

Авторы утверждают, что гигантизм у фагов появлялся в ходе эволюции независимо несколько раз. Анализ местообитаний показал, что на распределение джамбо-фагов в океанских водах влияет преимущественно глубина, и представители некоторых кластеров встречаются преимущественно в поверхностных или мезопелагических слоях воды. Тем не менее, джамбо-фаги встречаются в морских водах по всему земному шару.