PLOS ONE：非洲南部纳米比亚平原发现一种新的巨型长尾病毒

目前，一个国际研究小组，在南部非洲纳米比亚平原的一具斑马尸体中，发现了一种新的巨型长尾病毒(或噬菌体)，这种病毒能够感染引起炭疽病的细菌。这种新的噬菌体，最终可能会为检测、治疗或净化炭疽杆菌(anthrax bacillus)及其引起食物中毒的近缘菌种，开辟新的途径。这项研究成果发表在最近的《PLoS ONE》杂志上。

这种病毒，是从死于纳米比亚埃托沙国家公园的斑马尸体的收集样本中分离得到的。炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis)，其形成的孢子能够在土壤中存活很长一段时间。斑马在吃草时接触了这些孢子从而被感染;细菌大量繁殖，当动物死亡后，随着动物尸体分解，它们又形成孢子返回到土壤中。

炭疽病由一种细菌引起，这类细菌能够侵入宿主动物体内，并杀死宿主，噬菌体(bacteriophages)的字面意思是“细菌捕食者”，是一种病毒，能够侵入和杀死细菌宿主。

本文的第一作者、加州大学戴维斯分校基因组中心的研究科学家Holly Ganz称，他们注意到的第一件事情是，这种病毒是一个贪婪的炭疽菌捕食者。他们还注意到，这个被称为Bacillus phage Tsamsa的新病毒非常大，具有巨大的头部、长长的尾巴和大的基因组，他们将这种病毒列为已知的最大噬菌体。

Tsamsa不仅感染炭疽芽孢杆菌(B. anthracis)，也感染近缘细菌种，包括枯草芽孢杆菌(Bacillus cereus)菌株，这种细菌能够引起食物中毒。通过基因组测序，研究人员发现了被病毒用来杀死细菌细胞的细胞溶解酶(lysin)基因，这种酶可适用于抗菌剂或杀菌剂。

噬菌体，往往对一组特定的菌株具有高度特异性，于20世纪早期第一次被发现，曾经有科学家非常有兴趣将其作为抗菌剂。但随着青霉素和其他抗生素的发现，噬菌体在西方黯然失色，但在苏联仍然继续其研究。

Ganz表示：“随着对抗生素耐药性和超级细菌越来越多的担忧，人们正回过头来研究噬菌体。”

本文的共同作者、苏黎世联邦理工学院营养与健康学院的Jochen Klumpp指出，噬菌体的一个优势在于，因为它们往往是非常明确的，它们可能只针对“坏”细菌，而让有益细菌安然无恙。同时，噬菌体随宿主一起进化，具有克服细菌耐药性的潜力。

Ganz在加州大学伯克利分校和夸祖鲁-纳塔尔大学的环境科学教授Wayne Getz带领的研究小组作博士后期间开始了这项研究工作。在Ganz加入Jonathan Eisen教授实验室后，在加州大学戴维斯分校完成了噬菌体的基因组测序。

Ganz表示，她希望这个噬菌体测序信息的论文发表后，将使其他研究人员能够进一步调查和开发噬菌体及其蛋白的应用。她说：“你可以用它来检测炭疽芽孢杆菌或蜡状芽孢杆菌(B. cereus);将其作为抗生素的替代品，或作为消毒剂的一部分。”

原文摘要：

Novel Giant Siphovirus from Bacillus anthracis Features Unusual Genome Characteristics

Holly H. Ganz, Christina Law, Martina Schmuki, Fritz Eichenseher, Richard Calendar, Martin J. Loessner, Wayne M. Getz, Jonas Korlach,Wolfgang Beyer, Jochen Klumpp

Here we present vB_BanS-Tsamsa, a novel temperate phage isolated from Bacillus anthracis,the agent responsible for anthrax infections in wildlife, livestock and humans. Tsamsa phage is a giant siphovirus (order Caudovirales), featuring a long, flexible and non-contractile tail of 440 nm (not including baseplate structure) and an isometric head of 82 nm in diameter. We induced Tsamsa phage in samples from two different carcass sites in Etosha National Park, Namibia. The Tsamsa phage genome is the largest sequenced Bacillus siphovirus, containing 168,876 bp and 272 ORFs. The genome features an integrase/recombinase enzyme, indicative of a temperate lifestyle. Among bacterial strains tested, the phage infected only certain members of the Bacillus cereus sensu lato group (B. anthracis, B. cereus and B. thuringiensis) and exhibited moderate specificity for B. anthracis. Tsamsa lysed seven out of 25 B. cereusstrains, two out of five B. thuringiensis strains and six out of seven B. anthracis strains tested. It did not lyse B. anthracis PAK-1, an atypical strain that is also resistant to both gamma phage and cherry phage. The Tsamsa endolysin features a broader lytic spectrum than the phage host range, indicating possible use of the enzyme in Bacillus biocontrol.

标签: 噬菌体 巨型长尾病毒 炭疽病

作者：测序中国

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