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| 中國海洋大學(xué)在病毒基因組高通量分類方法上取得重要進(jìn)展 |
| http://www.netislanduk.com 2025年3月10日 來源：華禹教育網(wǎng) |
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病毒，是地球上最小且豐度最高的非細(xì)胞生物，不僅對人類健康產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，也是全球生物地球化學(xué)循環(huán)的幕后推手。隨著宏基因組技術(shù)的迅速發(fā)展，發(fā)現(xiàn)了海量新型的DNA和RNA病毒。然而，目前大多數(shù)病毒分類方法仍主要依賴于接近完整的病毒基因組數(shù)據(jù)，對片段化和不完整的病毒序列分類效果較差。此外，目前的技術(shù)手段大多對雙鏈DNA病毒的分類效果較好，而對RNA病毒和單鏈DNA病毒的高通量準(zhǔn)確分類仍存在困難。這些問題限制了我們對環(huán)境中復(fù)雜病毒群體的深入解析。因此，如何準(zhǔn)確細(xì)致地對環(huán)境病毒進(jìn)行分類，已成為當(dāng)今生物學(xué)、醫(yī)學(xué)與生態(tài)學(xué)研究亟待突破的重要挑戰(zhàn)。近日，中國海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院汪岷教授團(tuán)隊基于序列比對和圖論方法，開發(fā)了病毒分類新工具VITAP（Viral Taxonomic Assignment Pipeline）。該成果于3月5日在Nature子刊Nature Communications（《自然·通訊》）上在線發(fā)表，為病毒組學(xué)和病毒生態(tài)學(xué)研究提供了重要工具。
該方法通過結(jié)合序列比對與圖論算法，不僅能對DNA及RNA病毒進(jìn)行精準(zhǔn)分類，還為每個分類單元提供了置信度評估，可對長度短至1000個堿基對的病毒基因組序列進(jìn)行從門到屬水平的高效分類，并大幅提升了病毒注釋率。此外，VITAP能夠基于國際病毒分類委員會（ICTV）制定的最新分類數(shù)據(jù)庫進(jìn)行自動更新，并支持用戶自定義分類數(shù)據(jù)庫，具有良好的用戶體驗（圖1）。
圖1. VITAP的技術(shù)原理和方法流程
在后續(xù)的分析測試中，將VITAP方法成功應(yīng)用于宏病毒組和病毒基因組的注釋，結(jié)果顯示VITAP在科級和屬級的分類分析中不僅能保持超過0.9的準(zhǔn)確率、精度和召回率，還顯示出了優(yōu)于其他方法的注釋率。具體而言，對于1kb的短序列，VITAP在所有病毒門中的注釋率均優(yōu)于其他方法；而在近完整基因組的分類中，VITAP對RNA病毒和大部分DNA病毒也表現(xiàn)出更高的注釋率�？傮w上，VITAP在保證高準(zhǔn)確率的前提下，實現(xiàn)了更全面、穩(wěn)定的病毒分類，并為病毒基因組學(xué)、分類學(xué)和生態(tài)學(xué)研究提供了一個高效的自動化新工具（圖2）。
圖2. VITAP與其他分類方法在五項性能指標(biāo)方面的基準(zhǔn)測試
團(tuán)隊合影
海洋生命學(xué)院/海德學(xué)院/海洋生物多樣性與進(jìn)化研究所汪岷教授和梁彥韜教授，澳大利亞塔斯馬尼亞大學(xué)Andrew McMinn教授為該論文的共同通訊作者。海洋生命學(xué)院博士生鄭凱陽、海德學(xué)院助理教授孫建華為并列第一作者。中國海洋大學(xué)是該論文的第一完成單位和通訊作者單位。
本研究得到了中國海洋大學(xué)高等研究院海洋大數(shù)據(jù)中心、大生命學(xué)科超算集群、海洋生物多樣性與進(jìn)化研究所高性能計算集群、嶗山實驗室科技創(chuàng)新項目、海洋負(fù)排放國際大科學(xué)計劃（ONCE）、國家自然科學(xué)基金、中央高�；究蒲袑ｍ椯Y金的聯(lián)合支持。
文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-57500-7（點擊查看）
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