Виром относится к группе вирусов, которая часто исследуется и описывается с помощью метагеномного секвенирования вирусных нуклеиновых кислот, которые, как обнаружено, связаны с конкретная экосистема, организм или холобионт. Это слово часто используется для описания экологических вирусных метагеномов. Обнаружены вирусы, включая бактериофаги во всех средах и исследования вирома предоставили понимание круговорота питательных веществ, развития иммунитета и основного источника генов через лизогенное преобразование.
Первые всесторонние исследования виромов были проведены с помощью секвенирования сообщества, которое часто называют метагеномикой. В 2000-х годах лаборатория Rohwer секвенировала виромы из морской воды, морских отложений, стула взрослых людей, стула младенцев, почвы и крови. Эта группа также выполнила первый виром РНК с сотрудниками из Геномного института Сингапура. Из этих ранних работ был сделан вывод, что большая часть геномного разнообразия содержится в глобальном вироме и что большая часть этого разнообразия остается не охарактеризованной. Эта точка зрения была поддержана проектом индивидуального секвенирования генома, в частности фага микобактерий.
Для изучения вирома вирусоподобные частицы отделяются от клеточных компонентов, обычно с использованием сочетание фильтрации, центрифугирования по плотности и ферментативной обработки для избавления от свободных нуклеиновых кислот. Затем нуклеиновые кислоты секвенируют и анализируют с использованием метагеномных методов. В качестве альтернативы, есть недавние вычислительные методы, которые используют непосредственно метагеномные собранные последовательности для обнаружения вирусов.
Global Ocean Viromes (GOV) - это набор данных, состоящий из глубокого секвенирования из более чем 150 образцов, собранных по всему миру. Мировой океан за два периода исследования, проведенного международной группой.
Вирусы - самые распространенные биологические объекты на Земле, но их обнаружение затруднено изоляция и классификация неизвестных вирусов помешали проведению исчерпывающих исследований глобального вирома. Для оценки глобального распространения, филогенетического разнообразия и специфичности вирусов к хозяевам было использовано более 5 ТБ данных метагеномных последовательностей из 3042 различных таксономических уровней.
Доля 18 470 вирусов, связанных с предполагаемыми хозяевами на различных таксономических уровняхВ августе 2016 года более 125 000 вирусных геномов с частичной ДНК, включая самый крупный из выявленных фагов, увеличили количество известных вирусных генов в 16 раз. Набор вычислительных методов использовался для идентификации предполагаемых соединений с хост-вирусами. Информация о вирусном хозяине изолята проецировалась на группу, что приводило к назначению хозяев для 2,4% вирусных групп.
Затем прокариотическая иммунная система CRISPR –Cas, которая содержит «библиотеку» генома фрагменты фагов (прото-спейсеры), ранее инфицировавшие хозяина. Спейсеры из микробных геномов изолята, совпадающие с метагеномными вирусными контигами (mVC), были идентифицированы для 4,4% вирусных групп и 1,7% одиночных вирусов. Была исследована гипотеза, что гены вирусной транспортной РНК (тРНК) происходят от своего хозяина.
Вирусные тРНК, идентифицированные в 7,6% мВК, были сопоставлены для выделения геномов из одного вида или рода. Специфичность отнесения вирусов-хозяев на основе тРНК была подтверждена совпадениями спейсеров CRISPR – Cas, показывающими 94% совпадение на уровне рода. Эти подходы идентифицировали 9992 предполагаемых ассоциации хозяин-вирус, позволяющих назначать хозяина 7,7% mVCs. Большинство этих соединений были ранее неизвестны и включают хозяев из 16 прокариотических типов, вирусы для которых ранее не были идентифицированы.
Три прото-спейсера, кодируемые на mVC, идентифицированных в метагеномных образцах ротовой полости человека, которые были связаны со спейсерами CRISPR от хозяев из различные типы, Actinomycetes sp. оральный таксон 180 (Actinobacteria) и Streptococcus plurextorum DSM 22810 (Firmicutes).Многие вирусы специализируются на заражении родственных хозяев. Могут существовать универсальные вирусы, заражающие хозяев в разных таксономических отрядах. Большинство совпадений спейсеров CRISPR происходило от вирусных последовательностей к хозяевам в пределах одного вида или рода. Некоторые mVC были связаны с несколькими хозяевами из более высоких таксонов. Вирусная группа, состоящая из макинтошей из образцов ротовой полости человека, содержала три отдельных фото-спейсера с почти точным соответствием спейсерам в Actionbacteria и Firmicutes.
. В январе 2017 года система IMG / VR - самая большая интерактивная общедоступная база данных вирусов содержала 265 000 метагеномных вирусных последовательностей и изолятов вирусов. В ноябре 2018 года это число выросло до 760 000 (IMG / VR v.2.0). Системы IMG / VR служат отправной точкой для анализа последовательности вирусных фрагментов, полученных из метагеномных образцов.