病毒暗物质：揭示蛋白质功能、生态学与生物技术前景

病毒是地球上最丰富的生物实体，在塑造微生物组和影响生态系统功能中发挥着核心作用。然而，大多数病毒基因仍未得到表征，构成了通常所说的“病毒暗物质”。跨不同环境的宏基因组研究一致表明，40-90%的病毒基因缺乏已知同源物或注释功能。这一持续存在的知识空白限制了我们解读病毒序列数据、理解病毒-宿主相互作用以及评估病毒基因的生态或应用意义的能力。病毒暗物质中最引人注目的组成部分包括辅助病毒基因（AVGs），例如辅助代谢基因（AMGs）、调控基因（AReGs）和宿主生理修饰基因（APGs），它们可能在感染期间改变宿主功能，并影响微生物代谢、应激耐受性或抗性。在这篇综述中，我们探讨了病毒暗物质发现和功能表征方面的最新进展。我们重点介绍了来自不同生态系统（包括人类微生物组、土壤、海洋和极端环境）的新颖病毒蛋白的代表性实例，并讨论了关于其作用已知和未知的方面。接着，我们审视了阻碍功能表征的生物信息学和实验挑战，并提出了克服这些障碍的新兴策略。最后，我们强调了多学科努力表征病毒蛋白所能带来的基础和应用益处。通过整合计算预测与实验验证，并促进跨学科合作，我们强调揭示病毒暗物质对于推进微生物生态学和为生物技术解锁新工具既是可行的，也是必不可少的。