In den letzten hundert Jahren war die Entdeckung neuer Viren ein schrittweiser Prozess. Die Viren wurden einzeln mit Hilfe einer Reihe von Techniken wie Elektronenmikroskopie und Viruskultur beschrieben. Die Forscher waren in der Regel an einem Krankheitszustand innerhalb eines Organismus interessiert, und Entdeckungsreisen in die virale Ökologie waren selten. Das Aufkommen der Metagenomik mit Hilfe der Hochdurchsatz-Sequenzierung hat nicht nur die Entdeckungsrate von Viren, sondern auch die Art der Entdeckungen revolutioniert. So können jetzt viel mehr Krankheiten auf virale Erreger zurückgeführt werden, nicht-pathogene virale Kommensalen sind allgegenwärtig, und die Beschreibung von Umwelt-Viromen macht Fortschritte.
Diese beschleunigte Entdeckung von Viren bringt sowohl fantastische Möglichkeiten als auch erhebliche Risiken mit sich. Gegenwärtig definiert die Genomik das virale Universum durch die Charakterisierung von Genotypen, aber diese Genotypen sind selten mit einem Phänotyp und/oder einer physischen Einheit verbunden. Darüber hinaus kennt die moderne taxonomische Klassifizierung von Viren nur einige tausend Virusarten, von denen ein großer Teil den Menschen infiziert. Dies steht in scharfem Kontrast zur Vielfalt der zellulären Organismen, von denen alle Viren für ihre Replikation abhängen.
In diesem Frontiers in Virology-Forschungsthema zur Entdeckung von Viren durch Metagenomik wird erörtert, wie metagenomische und bioinformatische Ansätze zur Entdeckung, Klassifizierung und Charakterisierung neuartiger Viren eingesetzt wurden. Schwierige Fragen müssen geklärt und Kontrollen durchgeführt werden. Wie beim kalifornischen Goldrausch können große Entdeckungen in der viralen Metagenomik nur dann gemacht werden, wenn die wichtigsten Fallstricke erkannt und angegangen werden.
Welche experimentellen Ansätze und Analysepipelines gibt es für die virale Metagenomik? Wann können wir sicher sein, dass wir ein neues virales Genom identifiziert haben? Sind die derzeitigen Regeln, was als virales Genom akzeptiert wird, überholt? Wie stark bedroht die virale Genom-Rekombination eine zuverlässige Assemblierung? Wie können wir die Funktionen neuer viraler Gene annotieren oder verstehen? Wie können wir die Rolle eines neu entdeckten Virus in Prozessen höherer Ordnung bestimmen? Wie kann der metagenomische Ansatz in einem klinischen Umfeld umgesetzt werden? Was sagt die Zusammensetzung einer wirtsassoziierten viralen Gemeinschaft über den Gesundheitszustand des Wirts aus? Wie stabil ist die Zusammensetzung der viralen Gemeinschaft über Zeit und Raum hinweg? Und natürlich: Welche Perlen aus dem viralen Universum haben wir mit Hilfe der Metagenomik bereits entdeckt?
Für dieses Forschungsthema bitten wir um Original-Forschungsarbeiten sowohl von experimentellen als auch von bioinformatischen Gruppen. Darüber hinaus werden wir auch Platz für Rezensionen und Perspektiven reservieren, die sich mit den oben genannten Fragen oder anderen aktuellen Themen aus dem Grenzbereich der Virusentdeckung durch Metagenomik befassen.
Wichtiger Hinweis: Alle Beiträge zu diesem Forschungsthema müssen in den Bereich der Sektion und der Zeitschrift fallen, für die sie eingereicht werden, wie in deren Leitbildern definiert. Frontiers behält sich das Recht vor, ein Manuskript, das nicht in den Geltungsbereich fällt, in jeder Phase der Begutachtung an eine geeignetere Sektion oder Zeitschrift weiterzuleiten.