عاثية CrAssphage

العاثيات الشبيهة بـ CrAss (فيروسات كراس) هي رتبة من الفيروسات البكتيرية ( العاثيات ) تُعدّ من أكثر الفيروسات وفرةً في الأمعاء البشرية، وقد اكتُشفت عام 2014 من خلال تجميع قراءات من الميتاجينومات البرازية البشرية . ^{[ 1 ]} وقد أظهرت الدراسات الجينومية المقارنة الحاسوبية والتحليلات التصنيفية أن العاثيات الشبيهة بـ CrAss تُمثّل عائلةً شديدة الوفرة والتنوع من الفيروسات. ^{[ 2 ] [ 3 ]} وقد توقّع الباحثون أن تُصيب العاثيات الشبيهة بـ CrAss بكتيريا شعبة البكتيرويدوتا ، وتأكد هذا التوقّع لاحقًا عندما عُزلت أول عاثية شبيهة بـ CrAss (crAss001) من مضيف بكتيرويدوتا ( بكتيريا Bacteroides intestinalis ) عام 2018. ^{[ 4 ]} وكانت فيروسات كراس تُصنّف سابقًا ضمن عائلة فيروسات البودوفيروس المنقرضة ، والتي تتميّز بذيل قصير غير قابل للانقباض وغلاف بروتيني عشريني الوجوه . تم تحديد أول بنية ثلاثية الأبعاد لفيروس كراس باستخدام المجهر الإلكتروني فائق البرودة في عام 2023. ^{[ 5 ] [ 6 ]} على الرغم من أن وجود عاثيات شبيهة بفيروس كراس في أمعاء الإنسان لم يرتبط بعد بأي حالة صحية محددة، إلا أنها ترتبط عمومًا بميكروبيوم معوي صحي ، ومن المرجح أن تؤثر بشكل كبير على بكتيريا البكتيرويدوتا المعوية . ^{[ 3 ] [ 2 ] [ 7 ] [ 8 ]}

يعتمد برنامج crAss (التجميع المتقاطع)، المستخدم لاكتشاف أول عاثية شبيهة بـ crAss، وهي عاثية p-crAss (العاثية النموذجية لـ crAss)، على التجميع المتقاطع لقراءات من عدة مجينومات بيئية مُستقاة من نفس البيئة. ^{[ 9 ]} يهدف التجميع المتقاطع إلى محاذاة القراءات غير المعروفة من أحد المجينومات البيئية مع القراءات المعروفة، أو القراءات التي تُظهر تشابهًا مع القراءات المعروفة، في مجينوم بيئي آخر، مما يزيد من إجمالي عدد القراءات القابلة للاستخدام في كل مجينوم بيئي. يُعد برنامج crAss أداة تحليل للتجميعات المتقاطعة، وهو متخصص في علم الجينوم البيئي المقارن غير المعتمد على المراجع. ^{[ 9 ]} يفترض برنامج crAss أن مجموعة متجاورة (أو مجموعات متجاورة) مُكوّنة من قراءات من مجينومات بيئية مختلفة (مجموعة متجاورة متقاطعة) تُمثل كيانًا بيولوجيًا موجودًا في كل من هذه المجينومات البيئية المختلفة. ^{[ 9 ]} تم اكتشاف عاثية P-crAssphage عند استخدام برنامج crAss لتحليل التجميع المتبادل لاثني عشر جينومًا برازيًا بشريًا. تم تحديد العديد من القطع المتجاورة المتقاطعة التي تتكون من قراءات غير معروفة في جميع الأفراد الاثني عشر، ومن خلال تقنيات إعادة التجميع، أُعيد بناء جينوم عاثية P-crAssphage. ^{[ 1 ]} تمتلك عاثية P-crAssphage جينومًا دائريًا من الحمض النووي يبلغ طوله حوالي 97 كيلو قاعدة، ويحتوي على 80 إطار قراءة مفتوح متوقع . باستخدام تحليل التواجد المشترك وتشابهات فواصل CRISPR، تم التنبؤ بأن العاثية تصيب بكتيريا Bacteroidota ^{[ 1 ]} ، وهي أعضاء سائدة في الميكروبيوم المعوي لدى معظم الأفراد. ^{[ 10 ]}

تشكل فيروسات كراس رتبة كراسفيراليس ، والتي تحتوي على العائلات التالية: ^{[ 11 ]}

• عائلة الفيروسات الكريفافيرية
• دارمفيريداي
• فيروسات الأمعاء
• عائلة Steigviridae
• عائلة الفيروسات السوليفيرية

فيروسات الكراس هي فيروسات بودو ، تمتلك ذيولًا قصيرة غير قابلة للانقباض وكابسيدات عشرينية الوجوه. ^{[ 5 ] [ 4 ]}

استنادًا إلى الدراسات الأولية القائمة على التسلسل لفيروسات شبيهة بـ crAss، تم التنبؤ بأن عائلة العاثيات البكتيرية تتكون من عاثيات ذات أنماط حياة متنوعة، بما في ذلك النمط المحلل ، والنمط المدمج، والنمط المعتدل. ^{[ 12 ] [ 3 ]} على الرغم من الأدلة الجينية على أنماط حياة معينة، إلا أن الدراسات المختبرية لاستراتيجيات تضاعف العاثيات الشبيهة بـ crAss لم تسفر عن نتائج حاسمة.

تم تحديد العاثيات الشبيهة بـ CrAss كعضو وفير للغاية وشبه عالمي في ميكروبيوم الأمعاء البشرية. ^{[ 1 ] [ 15 ]} ويبدو أن هذه العاثيات أكثر انتشارًا بين من يتبعون نظامًا غذائيًا غربيًا يُفضل شعبة البكتيريا المضيفة لها، وهي البكتيرويدوتا. ^{[ 16 ]} وتشير دراسة تطورية للعاثيات الشبيهة بـ CrAss والبشر إلى أن انتشارها بين البشر ازداد خلال فترة التصنيع وما تلاها من تحضر، عندما أصبح النظام الغذائي الغربي أكثر شيوعًا من النظام الغذائي التقليدي القائم على الصيد وجمع الثمار. ^{[ 16 ]} ومع ذلك، وجدت دراسة أخرى أدلة على أن العلاقة بين العاثيات الشبيهة بـ CrAss والبشر قد تعود إلى تطور أصل الإنسان. ^{[ 8 ]}

نظراً لوفرة وانتشار العاثيات الشبيهة بـ crAss في البشر، فقد تم اختبارها كطريقة للكشف عن البراز البشري . وقد يتفوق هذا الفيروس على البكتيريا المؤشرة كعلامة على التلوث البرازي البشري. ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}

لم يُربط وجود العاثيات الشبيهة بـ crAss في الميكروبيوم المعوي البشري حتى الآن بمتغيرات تتعلق بنمط الحياة أو الصحة، ويُعتقد على نطاق واسع أن هذه العاثيات كائنات دقيقة حميدة تعيش في الميكروبيوم المعوي لدى الكثيرين. ^{[ 3 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 21 ]} وبينما لا يبدو وجود هذه العاثيات مؤشرًا دقيقًا على الحالة الصحية، فمن المحتمل أن يكون غيابها من الميكروبيوم المعوي دلالة على بعض الحالات الصحية، مثل متلازمة التمثيل الغذائي . ^{[ 22 ]}

يُعتقد أن العاثيات الشبيهة بـ crAss تنتقل عموديًا من الأم إلى النسل، على الرغم من أن وفرتها عند الولادة تكون منخفضة أو غير قابلة للكشف. خلال السنة الأولى من العمر، تزداد وفرة وتنوع هذه العاثيات في الميكروبيوم المعوي بشكل ملحوظ. ^{[ 23 ]} بالإضافة إلى ذلك، توجد أدلة قوية على إمكانية انتقال أنواع محددة من العاثيات الشبيهة بـ crAss بين البشر عن طريق زرع الميكروبات البرازية. ^{[ 23 ]}

يُظهر بوليميراز الحمض النووي الريبي (RNA) الخاص بفيروس phi14:2 الشبيه بفيروس crAss تشابهًا بنيويًا مع بوليميرازات الحمض النووي الريبي المستخدمة لتحفيز التداخل الريبي (RNAi) في الإنسان والحيوان. يُعتقد أن فيروس phi14:2 يُدخل بوليميراز الحمض النووي الريبي الخاص به إلى الخلية المضيفة عند الإصابة، حيث يبدأ بنسخ جينات phi14:2. نظرًا لآلية الإدخال والتشابه بين بوليميرازات التداخل الريبي في حقيقيات النوى وبوليميراز الحمض النووي الريبي الخاص بفيروس phi14:2، يُفترض أن بوليميرازات التداخل الريبي في حقيقيات النوى ربما تكون قد نشأت من الفيروسات. ^{[ 24 ]}

تم تحديد عاثيات غوبا كمجموعة أخرى من العاثيات عالية الوفرة في ميكروبيوم الأمعاء البشرية. وتتشابه خصائص عاثيات غوبا مع خصائص عاثيات p-crAssphage. ^{[ 25 ] [ 26 ]}

استنادًا إلى فحص تشابه تسلسل بروتينات عاثية p-crAssphage مع تسلسلات البروتينات في قواعد بيانات التسلسل العامة والميتاجينومات، تم التوصل إلى استنتاج مفاده أن عائلة العاثيات الشبيهة بـ crAss قد تتكون من تنوع واسع من أعضاء العاثيات التي يمكن العثور عليها في مجموعة من البيئات بما في ذلك أمعاء الإنسان وأمعاء النمل الأبيض ، والبيئات الأرضية/الجوفية، وبحيرات الصودا (المحاليل الملحية شديدة الملوحة)، والرواسب البحرية، وبيئات جذور النباتات. ^{[ 12 ]}

• فيروس معوي مكتشف حديثاً "منتشر بكثرة بين البشر" – بي بي سي نيوز
• لماذا لم يُكتشف هذا الفيروس الشائع إلا مؤخرًا؟ – ناشيونال جيوغرافيك
• اكتشاف فيروس جديد يصيب نصف سكان العالم – جامعة ولاية سان دييغو
• فيروس عالمي يختبئ داخل بكتيريا أمعاء الإنسان – NPR
• المملكة الخفية للفيروسات التي تعيش في أمعائك – بي بي سي نيوز
• تعرّف على فيروس CrAssphage، الفيروس الذي من المحتمل أنك تحمله – فوربس