חוקרים מבריטניה השיגו את האוסף השלם ביותר של חיידקי מעיים אנושיים עד כה. בסך הכל ניתן היה לזהות למעלה מ -142 אלף גנום של וירוסים המדביקים חיידקים וארכאות, וגם לברר כמה מתכונותיהם.
וירוסים הם האובייקטים הביולוגיים הרבים ביותר בכוכב הלכת שלנו. ומספר החיידקים, המכונים גם פאגים - וירוסים המדביקים תאים חיידקיים וארכאים - מוערכים על ידי מדענים כ -1031 חלקיקים. הם משפיעים מאוד על קהילות מיקרוביאליים על ידי כך שהם פועלים כווקטורים של העברת גנים אופקית המקודדים פונקציות עזר שימושיות למיני חיידקים מארחים.
במשך עשרות שנים, חוקרים לא הבינו את הפאגים במהירות הרצויה, אולם הודות להופעתה של מטאנומיקה בתפוקה גבוהה, אפשר היה לגלות מספר חסר תקדים של פאגים חדשים. לכן, גילוי בלתי צפוי היה שלא ניתן לייחס את רוב רצפי הפאגים לטקסונומיה ויראלית ידועה שהוקמה על ידי הוועדה הבינלאומית לטקסונומיה של וירוסים (ICTV).
זה ידוע כי הפאגים משפיעים על מערכות אקולוגיות שונות, ובהתחשב בחשיבות ההרכב והתפקודים של מיקרוביום המעיים לבריאות האדם, יותר ויותר תשומת לב ניתנה לפאגים המאכלסים איבר זה. חוסר איזון באוכלוסיית החיידקים מוביל להתפתחות מחלות רבות ומצבים מורכבים כגון אלרגיות והשמנת יתר. אולם עד כה ידענו מעט יחסית על התפקיד שחיידקי המעיים והבקטריופאגים ממלאים בבריאות ומחלות האדם.
מדענים מהמעבדה לאינטראקציה מארחת-מיקרוביוטה במכון סנגר ובמכון האירופי לביואינפורמטיקה (בריטניה), באמצעות שיטת רצף ה- DNA, חיברו קטלוג של המגוון הביולוגי של מינים ויראליים הנמצאים ב -28,060 סטים של גנום מעיים אנושי שנאספו מ -28 מדינות שונות בשש יבשות (אפריקה, אסיה, אירופה, צפון אמריקה, דרום אמריקה ואוקיאניה), ו -2898 גנומים של מבודדים חיידקיים שגדלו מאיבר הבטן הזה. תוצאות עבודתם מוצגות בכתב העת Cell.
מדענים גילו 142,809 גנום פאגים החיים במעי האדם, יותר ממחצית מהם לא נתקלו קודם לכן. נמצא כי המגוון הנגיפי הוא הגבוה ביותר מבין סוג זה של חיידקים, כגון פירמיקות. יחד עם זאת, כ -36% מאשכולות הנגיפים לא היו מוגבלים למין אחד, ויצרו רשתות של זרימות גנים בין מיני חיידקים פילוגנטיים שונים.
בין עשרות אלפי וירוסים, מדענים זיהו מחלקה חדשה של פאגים עם מאפיינים המזכירים את חיידק ה- CrAssphage, שהתגלה בשנת 2014 במי ביוב של מדינות רבות. קבוצה זו, שמדביקה את החיידקים הדמויי מוטות אנאירוביים גראם שליליים ממשפחת Bacteroidaceae, נקראת הגובאפאג '. ולדברי המומחים, לה ולקרספאג 'אב קדמון משותף.
"ראינו גם הפרדה ברורה בין הפאגים מצפון אמריקה, אירופה ואסיה, ודגימות מאפריקה ודרום אמריקה. מעניין שדפוסי הפאגום (מכלול הרצפים של כל הגנום הפאגים במדגם - עורך) מתואמים עם הבדלים חשובים באורחות החיים האנושיים. והפאגים שנמצאו בדגימות עירוניות היו מכוונים לחיידקים, אך לא לחיידקים ממשפחת ה- Prevotellaceae, בעוד שדגימות כפריות מפרו, טנזניה, מדגסקר ופיג'י הכילו פאגים עם טווח מארח המתמקד ב- Prevotellaceae במקום ב- Bacteroides ", אמרו המדענים.
הקטלוג האיכותי והגדול בקנה מידה של גנום הפאגים ישפר את המחקר העתידי בנושא וירומים - המרכיב הנגיפי של מיקרוביום המעיים - ויאפשר ניתוח אקולוגי ואבולוציוני של חיידקי המעיים האנושיים, אמרו.
"צריך לזכור שלא כל הנגיפים מזיקים: הם חלק בלתי נפרד מהמערכת האקולוגית של המעיים. לרוב הנגיפים שזיהינו יש DNA כחומר הגנטי שלהם, השונה מהפתוגנים הידועים כמו נגיף ה- SARS-CoV-2 או וירוס זיקה, שהם נגיפי RNA. שנית, הדגימות שלנו התקבלו בעיקר מאנשים בריאים שאין להם מחלות ספציפיות ", הסביר ד"ר אלכסנדר אלמיידה, אחד ממחברי המחקר.