DeepVir：用于大规模发现病毒暗物质的可复现工作流程|北京沫之东生物技术有限公司

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高通量测序（HTS）彻底改变了对病毒圈的探索。然而，高度 divergent 病毒序列的鉴定仍然是一项瓶颈，这一问题被称为病毒暗物质（Viral Dark Matter，VDM）。为揭示这类多样性，研究人员开发了大量工具，但这些工具通常要求先完成复杂的 HTS 数据分析流程。因此，VDM 探索中的一个常见瓶颈在于，需要人工串联执行复杂的命令行应用程序。为满足自动化和可扩展病毒发现的需求，我们开发了 DeepVir，这是一种可复现的 Snakemake 流程，将经典的基于同源性的比对方法与针对 RNA 依赖性 RNA 聚合酶（RdRp）的谱隐马尔可夫模型（profile Hidden Markov Model，HMM）挖掘相结合。为验证该流程的效能，我们分析了来自 49 种美洲蝙蝠的 203 个序列读取档案（Sequence Read Archive，SRA）文库，共计 385.23 GB 的公开转录组数据。DeepVir 成功鉴定出 179 个不同的病毒类群，其中包括覆盖 9 个已知病毒科的 903 条重叠群（contig），从而实现了对正黏病毒科（Orthomyxoviridae；甲型流感病毒 H7N9）、小 RNA 病毒科（Picornaviridae）、α-柔膜病毒科（Alphaflexiviridae）、逆转录病毒科（Retroviridae；泡沫逆转录病毒亚科〔Spumaretrovirinae〕）、乳头瘤病毒科（Papillomaviridae）、疱疹病毒科（Herpesviridae）和腺病毒科（Adenoviridae）中新型基因组的鉴定。此外，该流程还发现了 170 个推定的新型 VDM 谱系。通过开展深度同源性搜索并利用序列相似性网络（Sequence Similarity Network，SSN）进行可视化，我们对这些高度 divergent 的 VDM 序列进行了系统定位，揭示了其与单股负链病毒目（Mononegavirales）和布尼亚病毒目（Bunyavirales）之间显著的进化关系。值得注意的是，通过对流程输出结果进行人工整理，我们得以跨文库组装出美洲地区首个推定的外源性泡沫病毒属（Spumavirus）病毒。总体而言，通过实现复杂生物信息学处理步骤的自动化，DeepVir 等可扩展流程能够帮助研究人员优先开展研究结果的生物学和流行病学解释，从而加速野生动物病毒圈的特征解析，并提升病原体基因组监测能力。

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高通量测序（HTS）彻底革新了病毒圈的探索。然而，高度 divergent 病毒序列的表征仍然是一项瓶颈，这一问题被称为病毒暗物质（Viral Dark Matter，VDM）。尽管已有众多工具用于解析这类多样性，但这些工具通常需要复杂的前期 HTS 数据分析流程。因此，VDM 探索中的一个常见瓶颈，是对复杂命令行应用程序进行人工、串联式的执行。为满足自动化和可扩展病毒发现的需求，我们开发了 DeepVir——一个可复现的 Snakemake 流程，将经典的基于同源性的比对与对 RNA 依赖性 RNA 聚合酶（RdRp）的谱隐马尔可夫模型（HMM）挖掘相结合。为验证该流程的效能，我们分析了来自 49 种美洲蝙蝠的 385.23 GB 公共转录组数据（203 个 Sequence Read Archive 文库）。DeepVir 成功鉴定出 179 个不同的病毒类群。其中包括 903 条跨越 9 个已知病毒科的重叠群，从而实现了对正黏病毒科（甲型流感病毒 H7N9）、小 RNA 病毒科、α柔病毒科、逆转录病毒科（泡沫逆转录病毒亚科）、乳头瘤病毒科、疱疹病毒科和腺病毒科中新型基因组的表征。此外，该流程还发现了 170 个推定的新型 VDM 谱系。通过开展深度同源性搜索并利用序列相似性网络（SSN）进行可视化，我们对这些高度 divergent 的 VDM 序列进行了系统背景解析，揭示出其与单股负链病毒目和布尼亚病毒目之间存在显著的进化关系。值得注意的是，对流程输出结果进行人工整理后，我们得以跨文库组装出美洲地区首个推定的外源性泡沫病毒。总之，通过自动化复杂的生物信息学处理步骤，DeepVir 等可扩展流程能够使研究人员将重点放在研究发现的生物学和流行病学解释上，从而加速对野生动物病毒圈的表征，并加强病原体基因组监测。

利益冲突声明

脚注

https://zenodo.org/records/18681598

基金信息（已声明）

里约热内卢州科学基金会（FAPERJ），E-26/201.635/2025

巴西国家科学技术发展委员会（CNPq），141691/2023-9

巴西高等教育人才协调机构（CAPES）卓越学术项目，88887.832259/2023-00

巴西驻法大使馆，TerrEE 奖学金 2025，183469V

版权

本预印本的。

该预印本依据 CC-BY 4.0 国际许可协议提供。

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发表于 2026 年 9 月 18 日。

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