ウィルス生態学における計算科学的アプローチ

Computational approaches in viral ecology.

• Varada Khot
• Marc Strous
• Alyse K Hawley

抄録

ウイルスと宿主の動的な相互作用は、微生物群集の構造と機能を制御する上で重要な役割を果たしています。しかし、ゲノム時代以前の数十年間は、ウイルスは微生物生態学の研究ではほとんど見過ごされていました。メタゲノミクスの出現により、培養に依存しない技術は、新しいウイルスの発見と研究のためのエキサイティングな機会を提供しています。ここでは、ウイルス配列の同定、環境試料中のウイルスの多様性の探索、およびメタゲノム配列データからの宿主の予測のための最近開発された計算手法をレビューします。ウイルスを解析する方法は、膨大な多様性、モザイク状のウイルスゲノム、普遍的なマーカー遺伝子の欠如など、ウイルスに特有の課題に取り組むために、従来とは異なるアプローチを用いています。ウイルス生態学の分野が飛躍的に拡大する中、多様な生息地でのウイルスの役割を理解するためには、計算機の進歩がますます重要になってきています。

Dynamic virus-host interactions play a critical role in regulating microbial community structure and function. Yet for decades prior to the genomics era, viruses were largely overlooked in microbial ecology research, as only low-throughput culture-based methods of discovering viruses were available. With the advent of metagenomics, culture-independent techniques have provided exciting opportunities to discover and study new viruses. Here, we review recently developed computational methods for identifying viral sequences, exploring viral diversity in environmental samples, and predicting hosts from metagenomic sequence data. Methods to analyze viruses utilize unconventional approaches to tackle challenges unique to viruses, such as vast diversity, mosaic viral genomes, and the lack of universal marker genes. As the field of viral ecology expands exponentially, computational advances have become increasingly important to gain insight into the role viruses in diverse habitats.

© 2020 The Authors.