Hi-C+宏基因组，噬菌体-宿主互作研究利器！

在上期凌恩生物HiC Meta强势回归！一文中，我们提到HiC Meta的技术优势之一为，聚焦噬菌体-宿主等关键互作，实现噬菌体-宿主互作定位及功能解析。那么，本期，我们结合更多的实际案例来更深入的了解HiC Meta在噬菌体-宿主互作研究中的技术优势！

凌恩生物客户案例一

基于Hi-C结合的宏基因组学结合宏病毒学研究，揭示了病毒对寡营养地下水环境中群落适应的影响

期刊：Journal of Hazardous Materials

影响因子：13.6

发表时间：2023年

样本类型：地下水滤膜

测序项目：宏基因组+宏病毒组+Hi-C辅助病毒宿主预测

研究人员从Illumina和Nanopore混合测序技术构建的宏基因组及病毒组中，成功获取了1920个非还原性病毒contigs。其中仅有3%的病毒能与已知病毒进行聚类，且绝大多数属于环状病毒目。通过将1.2 Tb Hi-C测序技术与CRISPR匹配及同源搜索相结合，成功建立了469种病毒与其宿主的关联关系，部分病毒群还表现出广泛的宿主范围特征。Hi-C方法检测到了大多数宿主范围，突出了该方法在揭示病毒-宿主相互作用方面的优势。

图本研究的实验和分析工作流程

图基于Hi-C、CRISPR和同源搜索构建的VC宿主网络

经典案例一

Hi-C Meta助力深海热液垫中微生物与噬菌体之间的互作研究

期刊：Nature Microbiology

影响因子：19.4

发表时间：2023年

样本类型：深海热液垫沉积物

测序项目：宏基因组+宏病毒组+Hi-C辅助病毒宿主预测

本研究从表层垫层与顶层沉积物中成功恢复303个中高质量微生物代表性宏基因组组装基因组（rep_mMAGs），并在10个宏基因组样本中鉴定出47个病毒代表性MAGs（rep_vMAGs）。与微生物种群分布特征相似，半数以上的rep_vMAGs仅在一个样本中检出，且病毒多样性与微生物物种多样性呈现高度正相关。

基于Hi-C信号解析显示，36个rep_vMAG与241个rep_mMAG间存在859对互作关系，初步勾勒出宿主-病毒的潜在互作网络。进一步研究发现，病毒可感染多个宿主，且部分宿主-病毒对与此前基于CRISPR的Spacer-to-protospacer匹配结果一致，验证了互作关系的可靠性。

图 基于Hi-C的宿主-病毒相互作用网络。

经典案例二

ONT+HiC多组学揭示海绵共生体的群体遗传多样性形成机制

期刊：Nature Communications

影响因子：14.7

发表时间：2024年

样本类型：海绵

测序项目：宏基因组binning+宏病毒组+Hi-C辅助病毒宿主预测

本研究基于牛津纳米孔测序技术（ONT）解析了海绵宿主C. concentrica及其共生硅藻/芽孢杆菌门微生物的基因组，针对共生体成员开展单核苷酸分辨率的遗传分析，发现海绵个体内部存在丰富的菌株内遗传变异。进一步观察到，海绵样本中多数病毒操作分类单元（vOTUs）完整性较低，仅少数能注释至已知病毒科。

通过Hi-C宏基因组技术，本研究鉴定了186种潜在的病毒-宿主互作关系。结果显示，海绵宿主及其共生微生物可被不同物种的多种病毒感染，但多数病毒仅特异性感染单一宿主菌株或宿主物种，提示海绵共生体中的病毒呈现高度宿主特异性。

图海绵共生体中的病毒-宿主相互作用关系。

凌恩 特色宏基因组项目——HiC-Meta，可深度挖掘近near-complete genomes，助力宏基因组研究向纵深推进；同时能解析质粒、噬菌体等与宿主菌株的关联网络，支撑质粒/噬菌体-宿主互作机制分析！

参考文献

[1] Virus impacted community adaptation in oligotrophic groundwater environment revealed by Hi-C coupled metagenomic and viromic study. Journal of Hazardous Materials, 2023.

[2]Viruses interact with hosts that span distantly related microbial domains in dense hydrothermal mats. Nature Microbiology, 2023.

[3] Decoupling of strain- and intrastrain-level interactions of microbiomes in a sponge holobiont. Nature Communications, 2024.