Завдяки методам метагеноміки міжнародна команда науковців виявила понад 52 тисячі мікробних геномів з різних середовищ по всій Земній кулі. Їхній подальший аналіз показав, що понад 12 тисяч з них можуть належати невідомим дотепер видам мікробів, і це розширює видову різноманітність бактерій та архей на 44 відсотки, йдеться у статті вчених у журналі Nature Biotechnology.
Чому нам відомо мало мікробів?
Вирощування мікроорганізмів часто використовується в мікробіології та медицині, коли ми хочемо дізнатися, які мікроорганізми живуть у певному середовищі. Для цього достатньо взяти мазок, провести ним по чашці Петрі з поживним середовищем та залишити її на кілька днів у теплих умовах. Проте у такий спосіб можна виростити зовсім небагато мікроорганізмів. Більшість з них є дуже вибагливими до умов і ми не можемо їм запропонувати комфортне для зростання у лабораторії середовище. Це одна з головних причин, чому ще дуже багато видів мікробів залишаються невідомими науці. Але це можна виправити із застосуванням сучасних технологій генетики та молекулярної біології. Це на прикладі продемонструвала міжнародна команда із понад 200 науковців.
Які технології прийшли на допомогу?
Щоб ідентифікувати більше мікроорганізмів, невідомих науці, вчені звернулися до розділу молекулярної генетики, що зветься метагеномікою. Її суть полягає у вивченні не безпосередньо окремих організмів, наприклад, під мікроскопом, а їхньої генетичної інформації зі зразків навколишнього середовища - метагеному. Вони проаналізували ДНК з сотень локацій на Землі, включно з метагеномами, добутими з людських та тваринних організмів, штучних середовищ, природних та сільськогосподарських ґрунтів. Загалом науковці зібрали 52 515 окремих геномів, деякі з яких мають високу якість, але всі зберегли принаймні 50 відсотків цілісності геному. Їх порівняли з інформацією про понад 10 тисяч геномів у наявній базі даних.
Які результати дослідження?
Порівнявши свої результати з результатами попередніх досліджень та геномами інших організмів, з’ясувалося, що 12 556 геномів із понад 50 тисяч ніколи раніше не були секвенованими. Це означає, що вчені виявили понад 12 тисяч кандидатів на роль нових видів мікроорганізмів, які разом розширюють видове різноманіття бактерій та архей на 44 відсотки.
Водночас варто зазначити, що отримані геноми є не настільки точними, як добуті зі штучно вирощених мікробів у лабораторії. Під час аналізу частинки ДНК можуть певною мірою перемішуватися між видами, і завжди якісь фрагменти втрачаються. Проте, враховуючи неможливість виростити ці організми в чашках Петрі, це все ще винятковий результат і метод дослідження мікроорганізм у довкіллі.