长江三角洲和珠江三角洲分离出的携带多种抗生素抗性基因的马赛病毒：保守性与新发现

《Scientific Reports》：Conserved marseilleviruses harboring diverse antibiotic resistance genes isolated from the Yangtze river Delta and the Pearl river delta, China

为探究马赛病毒（Marseillevirus）生物学特性及抗生素抗性基因（ARG）情况，深圳大学研究人员从长江、珠江三角洲水样中分离该病毒。结果显示其具保守性且含多种 ARG，拓宽了对巨型病毒环境适应性的认知。

　　在微生物的奇妙世界里，巨型病毒一直是备受关注的研究对象。马赛病毒作为其中一员，自 2009 年被发现后，就以其独特的性质吸引着科研人员的目光。它是一类感染棘阿米巴（Acanthamoeba）的双链 DNA 病毒，在全球的水和土壤中广泛存在。然而，目前对于马赛病毒在不同环境下的生物学特性，以及它与抗生素抗性基因（ARG）之间的关系，了解还十分有限。为了填补这些知识空白，深圳大学的研究人员开展了一项极具意义的研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：从长江三角洲和珠江三角洲采集水样，通过棘阿米巴共培养法分离马赛病毒；利用透射电子显微镜（TEM）观察病毒形态；采用 Illumina 测序及序列组装技术分析病毒基因组；运用系统发育分析确定病毒的进化关系；借助蛋白结构预测技术探索潜在的抗生素抗性基因。

研究结果如下：

1. 马赛病毒的分离：在 2016 - 2024 年期间，研究人员分别从长江三角洲和珠江三角洲采集了 4 份和 14 份水样。经过棘阿米巴共培养、病毒克隆、TEM 观察以及 PCR 验证，成功鉴定出 6 株能导致棘阿米巴细胞死亡的马赛病毒，分别命名为上海病毒（Shanghaivirus）J2016JW 株、曲阳病毒（Quyangvirus）J2018QY 株、大沙病毒（Dashavirus）R2023E 株、R2023DC 株、R2023PK 株和 R2023JZZ 株。
2. 生物学特性：TEM 观察发现，这些马赛病毒粒子呈二十面体，上海病毒粒子直径为 243±17nm，曲阳病毒和大沙病毒粒子直径分别为 216±14nm 和 210±12nm。感染 12 小时后，在细胞裂解前的细胞质中可观察到含有数十个病毒粒子的巨大囊泡。一步生长曲线表明，其复制周期约为 16 小时。不同马赛病毒在裂解缓冲液处理后，病毒粒子总数增加幅度不同，且爆发量也存在差异。病毒粒子和巨大囊泡对氯仿敏感，对高盐和酸性环境有耐受性，巨大囊泡的热稳定性比病毒粒子更高。
3. 基因组内容和系统发育分析：对新分离的马赛病毒基因组进行测序和组装，得到的基因组大小在 360,239 - 381,001bp 之间，GC 含量、预测蛋白基因数量等与已报道的马赛病毒相符。通过平均核苷酸同一性（ANI）分析和基于 5 个核心基因的系统发育分析，确定上海病毒属于 A 谱系的保守成员，曲阳病毒和 4 株大沙病毒属于 B 谱系的保守成员。
4. 推定的抗生素抗性基因：通过蛋白结构预测分析，在马赛病毒中发现了 3 个新的小多重耐药转运蛋白家族（SMR）基因。这些基因在进化过程中受到纯化选择，高度保守且普遍存在。其三级结构与细菌 SMR 家族典型成员 EmrE 相似，且在跨膜螺旋区域存在保守氨基酸残基。此外，还在所有马赛病毒中发现了二氢叶酸还原酶（DHFR）和核糖体保护蛋白（RPP）这两种已报道的病毒 ARG，它们也受到纯化选择。

研究结论和讨论部分指出，马赛病毒的稳定性测定结果表明其生物学特性与米米病毒（Mimivirus）不同，巨大囊泡在增强病毒对不同外部环境的适应性方面具有重要作用。新发现的 SMR 基因暗示了病毒在抗生素转运方面可能发挥的作用，这有助于维持宿主细胞代谢和线粒体功能，从而促进病毒复制，但这一假设还需进一步的生化实验验证。此外，研究中发现抗生素鸡尾酒在巨型病毒分离实验中的广泛使用，可能导致检测到携带耐药蛋白的巨型病毒存在偏差。总体而言，该研究揭示了从中国长江三角洲和珠江三角洲不同环境样本中分离出的保守马赛病毒的生物学特性，鉴定出多种 SMR 基因，表明了巨型病毒的抗生素抗性特征，拓宽了人们对巨型病毒在细胞外和细胞内环境适应性的认识，为后续研究巨型病毒与环境的相互作用奠定了重要基础。