微小的海洋生物如藻類、變形蟲和鞭毛蟲是海洋食物鏈的關鍵，而感染它們的巨型病毒則可能影響其生長和存活。在某些情況下，這些病毒還可能引發公共健康問題，如有害藻華。
邁阿密大學羅森斯蒂爾海洋、氣候與地球科學學院的科學家們在探索地球大型水體內各種病毒的過程中，利用先進的計算工具和海洋數據發現了 230 種新型巨型病毒。
研究人員還在這些病毒中識別出 530 種新蛋白質，其中包括與光合作用相關的九種蛋白質，這表明這些病毒可能會干擾宿主將陽光轉化為能量的過程。
根據該研究的共同作者、邁阿密大學海洋生物學與生態學系助理教授 Mohammad Moniruzzaman 的說法，深入了解海洋中巨型病毒的多樣性及其角色，以及它們如何與藻類和其他微生物互動，將有助於預測和潛在管理有害藻華，這對佛羅里達州及全球的公共健康構成風險。
“巨型病毒通常是許多浮游植物的主要死亡原因，而浮游植物是支持海洋生態系統和食物來源的食物網基礎。巨型病毒中發現的新功能可能具有生物技術潛力，因為其中一些功能可能代表新型酶，”Moniruzzaman 在邁阿密大學網站的新聞稿中解釋道。
檢測巨型病毒至今仍然是一個挑戰，因為現有的計算方法存在局限。為了解決這一問題，研究團隊創建了一個名為 BEREN 的新工具，該程序提供了一個簡單的全能工具，用於在測序數據集中識別和分類巨型病毒。
為了進行研究，研究人員從全球九個主要海洋採樣項目中收集了 DNA 測序數據。利用 BEREN，他們從這些數據中提取了巨型病毒基因組。
科學家們隨後使用公共基因功能數據庫分析這些基因組，以識別這些病毒編碼的角色和活動。然後將結果與已知的巨型病毒基因組進行比較，以揭示先前未知的功能並深入了解其多樣性。
巨型病毒在海洋化學中的角色比先前認為的更為重要。該研究的首席作者、羅森斯蒂爾學院的博士生 Benjamin Minch 觀察到，巨型病毒攜帶與重要細胞功能相關的基因，如碳代謝和光合作用，這些過程通常僅存在於活細胞中。這一發現表明，這些病毒在感染過程中對宿主的代謝有顯著影響，並可能影響關鍵的海洋化學循環。
研究人員利用邁阿密大學的 Pegasus 超級計算機在數據科學與計算研究所處理和組裝大型宏基因組，樣本的數據量往往超過一千萬個基因組，使他們能夠重建數百個微生物社區庫。
Minch 還指出，這項研究幫助建立了一個框架，以改善檢測新病毒的工具，這將增強對水體污染和病原體的監測工作。
該研究的結果已發表在期刊 npj Viruses 上。
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