Gojenje mikrobov v petrijevki je precej preprosto – karkoli obrišite z vatirano palčko, pustite nekaj dni v topli sobi in končali ste! Sklenil si nekaj novih kosmatih prijateljev.
Toda vrste mikrobov, ki jih lahko gojite v petrijevki, so le majhen del bakterij, arhej in drugih mikroorganizmov, ki so se naselili na brisu – le tisti, ki so primerni za pogoje, v katerih ste jih gojili.
Velika večina jih ne mara okolja, ki ga lahko zagotovimo, in zato ne bo ubogljivo rasla v petrijevki.
Zdaj je mednarodna skupina raziskovalcev odkrila 12.556 novih vrst bakterij in arhej, ki jih nikoli niso gojili v laboratoriju z novo tehniko, imenovano metagenomika.
“Na tisoče genomov, pridobljenih iz metagenomov (MAG), smo lahko rekonstruirali neposredno iz zaporednih vzorcev okolja, ne da bi morali v laboratoriju gojiti mikrobe,” je povedal Stephen Knifach, genetik in avtor študije na Združenem inštitutu za genom ameriškega ministrstva za energijo.
“Kar resnično ločuje to študijo od prejšnjih, je izjemna ekološka raznolikost vzorcev, ki smo jih analizirali.”
Skupina je imela dostop do ogromne baze podatkov z več kot 10.000 metagenomi – izraz za ves genski material iz okoljskih vzorcev. Vsako DNA, ki jo lahko izvlečejo, klonirajo in nato zaporedijo z uporabo drobnih verig genoma, preden znanstveniki poskusijo znova združiti te kratke fragmente DNA.
Kot bi poskušali sestaviti sestavljanko, ki je bila pomešana, toda z uporabo tehnike, imenovane “binning”, je ekipa lahko iz podatkov sestavila 52.515 MAG-ov – mnogi izmed njih so visokokakovostni in vsi imajo več kot 50 odstotkov celotnega genoma.
Ni prvič, da so znanstveniki z metagenomiko odkrili mikrobe – leta 2018 so odkrili 16 velikanskih virusov, leta 2017 pa so z novimi metodami odkrili 20 novih evolucijskih vej na drevesu življenja.
Toda v tem novem delu so raziskovalci poskušali analizirati vzorce z različnih področij, da bi zapolnili nekatere vrzeli v našem znanju o mikrobih.
Skladen zemljevid lokacije in vrste MAG. (Naifach et al., Nature Biotechnology, 2020).
“Izvedli smo metagenomsko sestavljanje in združevanje 10.450 globalno porazdeljenih metagenomov iz različnih habitatov, vključno z oceanom in drugimi vodnimi okolji, okolji, povezanimi z ljudmi in živalmi, pa tudi tlemi in drugimi kopenskimi okolji, da bi izterjali 52.515 MAG,” genetike.
“Katalog razširja znano filogenetsko raznolikost bakterij in arhej za 44 odstotkov.”
Ko so znanstveniki pregledali genom izolatov, MAG iz prejšnjih študij in genom iz posameznih celic, so ugotovili, da 12.556 od 50.000 MAG še nikoli ni bilo zaporednih.
Zdaj je pomembno opozoriti, da ti genomi niso tako dobri kot tisto, kar bi dobili od gojenja bakterij in arhej v laboratoriju in jih nato razporedili. Postopek fuzije lahko pomeša dele genoma med bakterijskimi vrstami in pogosto bodo manjkali fragmenti genoma; brez možnosti gojenja takšnih vrst v laboratoriju, vendar je vseeno odličen način za odkrivanje mikrobov v svetu okoli nas.
Študija je bila objavljena v Nature Biotechnology.
Viri: Foto: (Rodolfo Parulan mlajši / Getty Images)
