基于基因组的病毒分类方法
Towardsagenome-basedvirustaxonomy
本文资讯来自NatureMicrobiology新闻与观点栏目，作者EmileyA.Eloe-Fadrosh针对最近发表的两篇关于病毒分类的研究文章进行了以下评论。对侵染细菌、古细菌的病毒进行分类鉴定的互补基因组框架揭示了地球上最微小、最丰富的生物体的遗传多样性、进化驱动力、嵌合现象。图1基于基因组进行病毒分类的两种新方法
最新的基因共享网络技术（研究开发未知原核病毒的基因组分类新工具）利用病毒基因组之间的共有蛋白簇进行未知病毒分类，而等级标准化方法利用单拷贝标记蛋白推测系统发育关系进行分类。上述两种方法均验证了与ICTV分类的一致性，并且是对感染细菌、古细菌的病毒进行分类的重要基因组框架。与基于分子序列方法已经揭示微生物巨大的多样性相比，目前预估的病毒多样性会高一到两个数量级。近年来，对病毒富集、环境或宿主相关的样品的高通量测序，使我们对这种多样性更加了解。然而，由于遗传多样性的存在和缺乏类似微生物核糖体RNA基因，在对特定栖息地进行取样时，通常会发现大量未培养的病毒基因组和基因组片段，因此，对于全球范围内的病毒序列拟定综合的分类目录已经证明难以实现。最近公开了对原核病毒进行分类的创新方法，这些方法有助于了解为基于基因组分类法以及组织病毒遗传多样性的重要框架。Jang等人提出了一种基因共享网络策略，利用全基因组基因共享配置文件进行病毒分类，集成了基于距离的分级聚类和所有分类预测的置信度分数。vConTACTv.2.0（往期解读NB病毒分类新方法超详细解读）是最新的生物信息学工作流程，它先聚类生成病毒蛋白，再聚类生成病毒簇。结合基于网络拓扑特性的聚类置信度指标及与已知病毒参考的比较，该方法可以强有力地概括NCBI病毒参考数据库中大多数已知属的分类。重要的是，Jang等人展示了vConTACTv.2.0作为一个可扩展的自动化分类工具，以解决以前未分类的海洋病毒（超过10,个序列）中大约三分之一的分类问题，表明他们的算法可以扩展到非常大的宏基因组数据集。Low等人使用多个串联的单拷贝标记蛋白扩展了系统发育方法，这个方法最初旨在解决细胞生物的进化史。针对尾状病毒中（Caudovirales）的尾状双链DNA病毒占NCBI病毒参考数据库的绝大多数，作者成功地鉴定出77个单拷贝标记蛋白，它们构成了系统发育重建的多序列比对的基础。虽然对病毒的分级标准化分类主要受缺乏保守标记基因的影响，但事实证明，它对于检测和分析病毒组的特异性标记很有价值。Low等人进行的广泛基准测试进一步深入了解了进化的主要驱动力-主要是dsDNA病毒是垂直遗传的，并通过其微生物宿主维持稳定的生活方式和基因通量。这两种创新方法是基于基因组和宏基因组序列分析的一系列病毒分类方法中的最新方法。从概念上讲，所有基于序列的分类方法都依赖于三个主要的策略：（1）系统发育相似病毒基因组的成对距离计算；（2）基于共享蛋白质含量的网络聚类方法；（3）系统发育模型在进化关系中的应用。在蛋白质序列的比较和比对中可以找到对这三种策略的共识；但是，序列同一性、比对分数和聚类指标的标准和阈值在各种可用方法中仍然相差很大。客观地验证新的病毒分类方法是至关重要的，并随着新数据的生成和分析而不断完善，以进一步建立一个包括病毒多样性范围的分类框架，即理想的包括单链DNA病毒和RNA病毒的分类框架。基于基因组的病毒分类方法发展的关键是国际病毒分类学委员会（ICTV）认可病毒的序列信息关系。病毒分类由ICTV控制，ICTV将诸如分离特征和表型属性(例如形态学和宿主范围)的更多传统度量与全基因组序列数据结合成官方分类方案。Jang等人和Low等人根据ICTV验证的，并突出显示需要重新评估的分类。这种方法不仅将已知病毒属的数量增加一倍，而且有力地说明了分类学管理机构与研究团体之间密切交流和反馈，可推动这一新兴的病毒生态学领域向前发展。虽然从环境或宿主相关样本中重建未培养病毒基因组的进展落后于微生物的高通量测序，但基于基因组的分类方法的应用却一直在发展。微生物学家目前正在努力研究基于基因组的未培养细菌和古细菌分类。例如，拟议的“念珠菌”类群缺乏正式的命名。实际上，有人可能会说，病毒研究界已经向前迈出了一步，认识到将未经培养的病毒有效地纳入官方的分类学命名系统的重要性。Reference
BinJang,H.etal.Nat.Biotechnol.37,–().
Low,S.J.,D?unková,M.,Chaumeil,P.-A.,Parks,D.H.Hugenholtz,P.Nat.Microbiol.().
Mavrich,T.N.Hatfull,G.F.Nat.Microbiol.2,().
本文链接：DOI:10./s---9
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