中国科大在《Annual Review of Microbiology》发表噬藻体综述论文

近日，中国科学技术大学生命科学与医学部周丛照教授课题组应邀在微生物学领域知名期刊《Annual Review of Microbiology》发表题为《噬藻体：与蓝藻数十亿年的协同演化》（Cyanophages: Billions of Years of Coevolution with Cyanobacteria）的综述文章，系统总结了噬藻体的基因组、三维结构及其与宿主相互作用的最新进展。

噬藻体是一类特异性侵染蓝藻的双链DNA病毒，广泛分布于海洋和淡水生态系统。在数十亿年的协同演化过程中，噬藻体与其宿主蓝藻对水生生态系统的生物地球化学循环和遗传多样性做出巨大贡献。作为蓝藻的天敌，噬藻体有望成为控制有害蓝藻水华的环境友好型生物制剂。近年来，各种组学和冷冻电镜技术的突破性进展使科学家们能够深入解析噬藻体在基因组序列和尾部形态上的显著多样性。

在综述论文中，作者首先介绍了噬藻体的发现历史、生态贡献（图1）和基于形态的分类特征，随后从噬藻体的基因组、宏基因组和系统发育分析，复杂多样的三维结构（图2）和体内组装过程，以及噬藻体与宿主的相互作用三个方面梳理了噬藻体自1963年发现以来的研究进展。最后，对未来利用人工智能技术发掘未培养噬藻体和鉴定宿主配对关系，以及噬藻体的合成生物学改造和潜在应用进行了展望。该论文是第一篇对噬藻体组学和三维结构研究方面的重要发现进行全面总结的综述文章，将为理解噬藻体-蓝藻共进化机制提供重要见解，为开发针对蓝藻水华的定制化噬藻体提供理论基础。

近年来，周丛照团队在噬藻体的三维结构和组学领域取得一系列成果。首次解析2株短尾噬藻体和2株肌尾噬藻体的近原子分辨率完整三维结构（JournalofVirology2021，Structure 2022，PNAS 2023,NatureCommunications 2024，PNAS 2025），阐明噬藻体的精确自组装模式，为宿主识别提供结构基础，并大大促进基因组重注释；系统筛选和鉴定11株淡水噬藻体，丰富淡水噬藻体基因组数据库，建立高通量挖掘未培养噬藻体的组学策略（Microbiome2022，EnvironmentalMicrobiome2023，Microbiology Spectrum 2024）。

中国科学技术大学生命科学与医学部李琼副教授和杨丰博士为论文的共同第一作者，周丛照教授为论文的通讯作者。杂志编辑Michelle Monteleone和编委会成员张承才教授（中国科学院水生生物研究所）在论文撰写过程中提供宝贵意见。该项研究得到国家自然科学基金和安徽省科学技术协会青年科技人才托举计划的资助。

图1：水生系统中蓝藻和噬藻体的生态作用

图2：短尾噬藻体(a)Pam1和(b)A4以及肌尾噬藻体(c)Pam3和(d)A1的完整三维结构

论文链接：

https://www.annualreviews.org/content/journals/10.1146/annurev-micro-042924-095145

（生命科学与医学部、科研部）