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台灣西南海域深海底泥甲烷囊菌屬新種及甲烷古菌病毒之純化分類鑑定與病毒基因體解析

為了解決w410的問題，作者魏文心 這樣論述：

三域生物都可能被病毒感染，許多細菌噬菌體與真核生物病毒都是顯學，但有關古菌病毒的描述卻僅佔少數。好氧極端高鹽古菌因較易培養，其相關噬菌體型態病毒被報導與研究的較早。近年來，泉太古生物門的高溫古菌多樣化病毒形態與病毒離開宿主後於高溫環境下的形態結構變化與適應演化，是目前相當被關注的主題研究。然而在過去二十年間幾乎沒有關於甲烷古菌病毒的研究發表。賴美津教授實驗室執行科技部天然氣水合物計畫，研究生翁杰愔自台灣西南海域變形前緣區取得活塞岩心底泥樣品分離純化出甲烷囊菌屬新種菌株Methanoculleus taiwanensis CYW4T，以穿透式與掃描式電子顯微鏡均觀察到病毒及CYW4T細胞於後對

數期被病毒裂解現象。本論文研究進一步測量CYW4T於不同生長期的細胞密度OD、甲烷產量與顯微觀察，確認病毒於後對數期與平穩期間裂解釋出，菌量下降，菌液澄清。甲烷古菌病毒VMta (Virus of Methanoculleus taiwanensis)，病毒顆粒為球形，有二十面體衣殼蛋白(capsid protein)，外部還有外套膜(envelope)包覆，直徑大小約為100 nm。VMta病毒具雙股DNA含70,262個鹼基對，G+C含量為54.5%，有101個開放讀序框架(ORFs)。VMta基因體序列經BLASTX及HHpred比對，顯示可能利用穿刺蛋白將DNA送入宿主中，並以滾環型複

製機制(rolling cycle replication, RCR)複製DNA，經由終端酶將DNA包裝進空的衣殼蛋白，最後由裂解性酵素，例如內溶素(endolysin)破壞宿主而出。本研究亦自台灣西南海域好景海脊取得岩心樣品純化出新甲烷菌株Methanoculleus sp. CWC-02，經由親緣關係比對，菌株CWC-02與Methanoculleus marisnigri JR1T 有98.4%相似度，而兩株菌的平均核苷酸一致性(ANI)為86.81%；且基因組對基因組距離計算(GGDC)分析結果為32.50%，顯示菌株CWC-02應為Methanoculleus屬下之新 “種” 菌株。

菌株CWC-02能利用甲酸及H2/CO2及2-propanol、2-butanol等二級醇為基質行甲烷化作用，最適生長溫度為37℃。菌株CWC-02生長至平穩期於TEM的觀察下，也發現有許多的VPL (virus-like particle)自細胞裂解而出，推測菌株CWC-02也被裂解病毒感染。於天然氣水合物潛力區以甲烷為主的生態系中，碳源與營養的加速循環，對此生態系的影響與可能的甲烷天然氣累積值得進一步探討。