Отглеждането на микроби в чашка на Петри е доста просто – избършете всичко с памучен тампон, оставете го в топла стая за няколко дни и готово! Намирахте нови космати приятели.
Но видовете микроби, които можете да култивирате в чашка на Петри, са само малка част от бактерии, археи и други микроорганизми, които са се заселили върху тампона – само тези, които са подходящи за условията, в които сте ги отглеждали.
По-голямата част от тях не харесват средата, която можем да осигурим и следователно няма да се подчиняват послушно в чашка на Петри.
Сега международен екип от изследователи откри 12,556 нови вида бактерии и археи, които никога не са били отглеждани в лаборатория, използвайки нова техника, наречена метагеномика.
„Успяхме да реконструираме хиляди геноми, получени от метагеном (MAG) директно от секвенирани проби от околната среда, без да е необходимо микробиално отглеждане в лаборатория“, каза Стивън Книфач, генетик и автор на изследването в Съвместния институт за геном на Министерството на енергетиката на САЩ.
“Това, което наистина отличава това проучване от предишните, е забележителното екологично разнообразие на анализираните от нас проби.”
Екипът имаше достъп до огромна база данни с над 10 000 метагенома, термин за целия генетичен материал от проби от околната среда. Всяка ДНК, която могат да извлекат, се клонира и след това се секвенира, като се използват малки нишки на генома, преди учените да се опитат да съберат тези къси ДНК фрагменти обратно.
Това е като да се опитате да съберете мозайка, която е смесена, но използвайки техника, наречена „binning“, екипът успя да събере 52 515 MAG от данните – много от тях са с високо качество и всички имат над 50 процента от генома.
Не за първи път учените откриват микроби, използвайки метагеномика – те откриха 16 гигантски вируса през 2018 г., а през 2017 г., използвайки нови методи, откриха 20 нови еволюционни клона на дървото на живота.
Но в тази нова работа изследователите се опитват да анализират проби от огромна гама области, за да запълнят някои от пропуските в познанията ни за микробите.
Последователна карта на местоположението и типовете MAG. (Naifach et al., Nature Biotechnology, 2020).
„Извършихме метагеномно сглобяване и смесване на 10 450 глобално разпределени метагеноми от различни местообитания, включително океана и други водни среди, среди, свързани с хора и животни, както и почвата и други сухоземни среди, за да възстановим 52 515 MAG,“ генетика.
„Каталогът разширява известното филогенетично разнообразие на бактерии и археи с 44 процента.“
Когато учените изследвали геномите на изолатите, MAG от предишни проучвания и геномите от отделни клетки, те установили, че 12 556 от 50 000 MAGs никога не са били секвенирани преди това.
Сега е важно да се отбележи, че тези геноми не са толкова добри, колкото това, което бихте получили от отглеждането на бактерии и археи в лаборатория и след това да ги подредите. Процесът на сливане може да смесва части от генома между бактериални видове и фрагменти от генома често липсват; без възможност за отглеждане на такива видове в лаборатория, но все пак е чудесен начин за откриване на микроби в света около нас.
Изследването е публикувано в Nature Biotechnology.
Източници: Снимка: (Rodolfo Parulan Jr / Getty Images)
