Uzgoj klica u Petrijevoj posudici prilično je jednostavan – obrišite sve pamučnom krpom, ostavite nekoliko dana u toploj sobi i gotovo! Stekao si nove dlakave prijatelje.
Ali vrste mikroba koje možete uzgajati u petrijevki su samo mali dio bakterija, arheja i drugih mikroorganizama koji su se naselili na brisu – samo oni koji odgovaraju uvjetima u kojima ste ih uzgajali.
Velika većina njih ne voli okoliš koji možemo pružiti i zato neće poslušno rasti u petrijevki.
Sada je međunarodni tim istraživača otkrio 12.556 novih vrsta bakterija i arheja koje nikada nisu uzgajane u laboratoriju novom tehnikom zvanom metagenomija.
“Uspjeli smo rekonstruirati hiljade genoma izvedenih iz metagenoma (MAG) direktno iz sekvenciranih uzoraka iz okoline bez potrebe za mikrobiološkim uzgojem u laboratoriji”, rekao je Stephen Knifach, genetičar i autor studije iz Zajedničkog instituta za genom američkog Ministarstva energetike.
“Ono što ovu studiju zaista izdvaja od prethodnih je izuzetna ekološka raznolikost uzoraka koje smo analizirali.”
Tim je imao pristup ogromnoj bazi podataka sa više od 10.000 metagenoma – pojam za sav genetski materijal iz uzoraka okoline. Bilo koja DNK koju mogu izvući klonira se, a zatim sekvencira koristeći sitne niti genoma prije nego što naučnici pokušaju ponovo kombinirati te kratke fragmente DNK.
To je kao da pokušavate složiti slagalicu koja je izmiješana, ali koristeći tehniku koja se naziva 'binning', tim je uspio sastaviti 52.515 MAG-ova iz podataka – mnogi od njih su visokog kvaliteta, a svi imaju preko 50 posto genoma.
Nije prvi put da su znanstvenici otkrili mikrobe pomoću metagenomije – otkrili su 16 gigantskih virusa u 2018. godini, a 2017. su, koristeći nove metode, otkrili 20 novih evolucijskih grana na drvetu života.
Ali u ovom novom radu istraživači su pokušali analizirati uzorke iz velikog broja područja kako bi popunili neke praznine u našem znanju o mikrobima.
Konzistentna karta lokacije i tipovi MAG-a. (Naifach i dr., Nature Biotechnology, 2020).
'Izveli smo metagenomsko okupljanje i spajanje na 10.450 globalno distribuiranih metagenoma iz različitih staništa, uključujući okean i druga vodena okruženja, okruženja povezana s ljudima i životinjama, kao i tlo i druga kopnena okruženja, kako bismo oporavili 52.515 MAG,' genetika.
'Katalog proširuje poznatu filogenetsku raznolikost bakterija i arheja za 44 posto.'
Kada su naučnici ispitali genom izolata, MAG iz prethodnih studija i genom iz pojedinih ćelija, otkrili su da 12.556 od 50.000 MAG nikada ranije nije sekvencirano.
Sada je važno napomenuti da ti genomi nisu toliko dobri kao ono što biste dobili od uzgajanja bakterija i arheja u laboratoriju, a zatim ih sekvenciranjem. Proces fuzije može miješati dijelove genoma između bakterijskih vrsta, a fragmenti genoma često će nedostajati; bez mogućnosti uzgoja takvih vrsta u laboratoriju, ali svejedno je odličan način za otkrivanje mikroba u svijetu oko nas.
Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature Biotechnology.
Izvori: Fotografija: (Rodolfo Parulan mlađi / Getty Images)
