Pestovanie choroboplodných zárodkov v Petriho miske je dosť jednoduché – všetko utrite vatovým tampónom, nechajte niekoľko dní v teplej miestnosti a hotovo! Získal si niekoľko nových chlpatých priateľov.
Ale typy mikróbov, ktoré môžete kultivovať v Petriho miske, sú len nepatrný zlomok baktérií, archaeí a iných mikroorganizmov, ktoré sa usadili na tampóne – iba tie, ktoré sú vhodné pre podmienky, v ktorých ste ich pestovali.
Drvivá väčšina z nich nemá rada prostredie, ktoré im môžeme poskytnúť, a preto nebudú poslušne rásť v Petriho miske.
Teraz medzinárodný tím vedcov objavil 12 556 nových druhov baktérií a archea, ktoré sa nikdy nepestovali v laboratóriu pomocou novej techniky zvanej metagenomika.
„Dokázali sme rekonštruovať tisíce genómov pochádzajúcich z metagenómu (MAG) priamo zo sekvenovaných environmentálnych vzoriek bez potreby kultivácie mikróbov v laboratóriu,“ uviedol Stephen Knifach, genetik a autor štúdie zo Spoločného ústavu pre genómy amerického ministerstva energetiky.
„To, čo túto štúdiu skutočne odlišuje od predchádzajúcich, je pozoruhodná ekologická rozmanitosť vzoriek, ktoré sme analyzovali.“
Tím mal prístup k obrovskej databáze viac ako 10 000 metagenómov – čo je termín pre všetok genetický materiál zo vzoriek životného prostredia. Akákoľvek DNA, ktorú dokážu extrahovať, je klonovaná a potom sekvenovaná pomocou malých častí genómu, skôr ako sa vedci pokúsia spojiť tieto krátke fragmenty DNA späť.
Je to ako pokúsiť sa zostaviť skladačku, ktorá bola zmiešaná, ale pomocou techniky zvanej „binning“ bol tím schopný zostaviť z údajov 52 515 MAG, z ktorých mnohé sú vysoko kvalitné a všetky majú viac ako 50 percent genómu hotových.
Nie je to prvýkrát, čo vedci objavili mikróby pomocou metagenomiky – v roku 2018 objavili 16 obrovských vírusov a v roku 2017 pomocou nových metód objavili 20 nových evolučných vetiev na strome života.
Ale v tejto novej práci sa vedci pokúsili analyzovať vzorky z obrovského rozsahu oblastí, aby vyplnili niektoré medzery v našich znalostiach o mikróboch.
Konzistentná mapa umiestnenia a typov MAG. (Naifach a kol., Nature Biotechnology, 2020).
„Vykonali sme metagenomické zhromažďovanie a binovanie na 10 450 globálne distribuovaných metagenómoch z rôznych biotopov vrátane oceánu a iných vodných prostredí, prostredí spojených s ľuďmi a zvieratami, ako aj pôd a iných suchozemských prostredí, aby sme obnovili 52 515 MAG,“ genetika.
„Katalóg rozširuje známu fylogenetickú rozmanitosť baktérií a archeí o 44 percent.“
Keď vedci skúmali genómy izolátov, MAG z predchádzajúcich štúdií a genómy z jednotlivých buniek, zistili, že nikdy predtým nebolo sekvenovaných 12 556 z 50 000 MAG.
Teraz je dôležité poznamenať, že tieto genómy nie sú také dobré ako to, čo by ste získali z množenia baktérií a archeí v laboratóriu a ich následného sekvenovania. Proces fúzie môže zmiešať časti genómu medzi bakteriálnymi druhmi a fragmenty genómu budú často chýbať; bez možnosti pestovať takéto druhy v laboratóriu, ale stále je to vynikajúci spôsob detekcie mikróbov vo svete okolo nás.
Štúdia bola publikovaná v časopise Nature Biotechnology.
Zdroje: Foto: (Rodolfo Parulan Jr / Getty Images)
