ウイルス学：ペタ塩基規模の配列アラインメントがウイルスの発見を促進する

パブリックデータベースには核酸配列の地球規模のコレクションが含まれているが、その系統的な探索は、このような大規模データコレクション内を検索するための効率的な方法がないことで妨げられてきた。この大規模コレクションの大きさは（この論文の執筆時点で）20ペタ塩基を超えており、指数関数的に増加しつつある。今回我々は、クラウド・コンピューティング・インフラストラクチャーであるSerratusを開発し、ペタ塩基規模で超ハイスループットの塩基配列アラインメントを可能にした。生物学的に多様な570万の試料（10.2ペタ塩基）で特徴的な遺伝子であるRNA依存性RNAポリメラーゼを検索し、10⁵をはるかに超える数の新規RNAウイルスを見つけ出した。これにより既知の種の数がほぼ1桁増大したことになる。コロナウイルス、肝炎デルタウイルスと巨大ファージそれぞれに近縁の新規ウイルスの特徴が明らかになり、これらの環境内リザーバーが解析された。我々は、ウイルス発見のために進行中の変革を促進するために、これらのデータと手法を無料で使える包括的なデータベースを確立した。ウイルスが持つ既知の塩基配列多様性を拡大することで、新興病原体の進化起源が明らかになる可能性があり、また、将来のパンデミックを予見してそれを緩和するために病原体のサーベイランス体制を改善できるだろう。

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