Ученые открыли 12 000 новых видов микробов
Выращивать микробы в чашке Петри довольно просто — протрите ватным тампоном все, что угодно, оставьте на несколько дней в теплой комнате и готово! У вас появилось несколько новых пушистых друзей.
Но виды микробов, которые вы можете культивировать в чашке Петри, представляют собой лишь крошечную фракцию бактерий, архей и других микроорганизмов, осевшим на тампоне, — только те, которым подходят условия, в которых вы их выращивали.
Подавляющему большинству из них не нравится среда, которую мы можем предоставить, и поэтому они не будут послушно расти в чашке Петри.
Теперь международная группа исследователей обнаружила 12 556 новых видов бактерий и архей, которые никогда не выращивались в лаборатории, с помощью нового метода, называемого метагеномикой.
«Мы смогли реконструировать тысячи геномов, собранных из метагенома (MAG), непосредственно из секвенированных образцов окружающей среды без необходимости культивирования микробов в лаборатории», — сказал генетик и автор исследования из Объединенного института генома Министерства энергетики США Стивен Найфах.
«Что действительно отличает это исследование от предыдущих, так это замечательное экологическое разнообразие проанализированных нами образцов».
У команды был доступ к огромной базе данных, содержащей более 10 000 метагеномов — термин, означающий весь генетический материал из образцов окружающей среды. Любая ДНК, которую они могут извлечь, клонируется, а затем секвенируется с использованием крошечных нитей генома, прежде чем ученые снова попытаются совместить эти короткие фрагменты ДНК.
Это похоже на попытку собрать пазл, который был обработан блендером, но используя технику, называемую «биннинг», команда смогла собрать воедино 52 515 MAG из данных — многие из них высокого качества, и все они имеют более 50 процентов завершенного генома.
Ученые не впервые, обнаруживают микробы с помощью метагеномики — еще в 2018 обнаружили 16 гигантских вирусов, а в 2017 году с помощью новых методов обнаружили 20 новых эволюционных ветвей на древе жизни.
Но в этой новой работе исследователи пытались проанализировать образцы из огромного диапазона областей, чтобы заполнить некоторые пробелы в наших знаниях о микробах.
Последовательная карта расположения и типов MAG. (Найфач и др., Nature Biotechnology, 2020).
«Мы выполнили метагеномную сборку и биннинг на 10 450 глобально распределенных метагеномах из различных мест обитания, включая океан и другие водные среды, среды, связанные с людьми и животными, а также почвы и другие земные среды, чтобы восстановить 52 515 MAG», — пишут генетики.
«Каталог расширяет известное филогенетическое разнообразие бактерий и архей на 44 процента».
Когда ученые проверили геномы изолятов, MAG из предыдущих исследований и геномы из отдельных клеток, они обнаружили, что 12,556 из 50,000 MAG никогда ранее не секвенировались.
Теперь важно отметить, что эти геномы не так хороши, как те, которые вы получили бы при выращивании бактерий и архей в лаборатории с последующим их секвенированием. Процесс объединения может смешивать некоторые части генома между видами бактерий, и фрагменты генома часто будут отсутствовать; без возможности выращивать такие виды в лаборатории, но это по-прежнему отличный способ обнаружить микробы в мире вокруг нас.
Исследование было опубликовано в Nature Biotechnology.
Источники: Фото: (Rodolfo Parulan Jr/Getty Images)
