배경: 원핵생물에서의 DNA 메틸화는 세포 주기 조절 및 바이러스에 대한 방어를 포함하여 다양한 세포 과정에 관여한다. 현재까지 대부분의 원핵생물 메틸화 시스템은 배양 가능한 미생물에서 주로 연구되어 왔으며, 이로 인해 미생물 생태학 관점에서의 DNA 메틸화에 대한 이해는 제한적이다. 여기에서는 전 생명 영역에 걸친 유전체 중심 메타게놈 분석을 통해 해양 미생물군집에서 여러 미생물 후성유전 표지의 분포 양상을 분석하였다. 결과: 단독 및 장독(長讀) 서열분석 접근법을 사용하여 북서 태평양 해수 시료로부터 15,056개의 바이러스, 252개의 원핵생물, 56개의 거대 바이러스, 그리고 6개의 진핵생물 메타게놈 조립 유전체를 재구성하였다. 이러한 메타게놈 유래 유전체는 대부분 새로운 분류군을 대표하였고, 대부분의 판독서를 모집하였다. 단일분자 실시간(SMRT) 서열분석 기술 덕분에, 이들 유전체에 대해 염기 변형도 또한 검출할 수 있었다. 이는 DNA 메틸화가 해양의 우점 세균, 고세균 및 바이러스 집단 전반에서 쉽게 검출될 수 있음을 보여주었고, 미생물 후성유전적 변화가 집단 분화와 상관관계가 있음을 시사한다. 또한 Pelagibacter에 대한 전 유전체 수준의 후성유전 분석을 통해, DNA 메틸전이효소 표적 모티프인 GANTC가 세포 주기와 관련되며 환경 조건의 영향을 받는다는 점을 확인하였다. 그러나 이 모티프의 존재는 Pelagibacter 파지의 계통발생을 분할하기도 하였는데, 이는 단일 메틸화 표지의 경쟁적 공진화 역사 및 다중 효과를 암시할 가능성이 있다. 결론: 전반적으로, 본 연구는 DNA 메틸화 패턴이 해양 미생물군집에서의 생태학적 변화 및 바이러스-숙주 역학과 연관되어 있음을 규명한다. 비디오 초록.

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