Учёные обнаружили неожиданные различия в геномах микробных сообществ
Учёные из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) впервые детально описали геномы всех членов двух сложных микробных сообществ сине-зелёных водорослей (цианобактерий). Каждое сообщество, называемое уницианобактериальным консорциумом (UCC), состояло из 20 организмов. Это самые сложные сообщества, чьи геномы были описаны на сегодняшний день. Результаты опубликованы в Applied and Environmental Microbiology.
Исследование выявило два неожиданных открытия:
- Состав сообщества оказался более разнообразным, чем показывали бы типичные анализы. Более глубокий анализ PNNL продемонстрировал, что обычные подходы могут недооценивать истинное разнообразие и функциональный потенциал сообщества.
- Близкородственные организмы имели небольшие различия в геномах (микродиверситет). Обычно такая микродиверситет ставит организмы в условия конкуренции, приводя к вымиранию одного из них. Однако в этих сообществах организмы сосуществовали, что указывает на различия в их функциях.
"Наша работа показывает, что эти сообщества более разнообразны, чем кто-либо ожидал", — заявил руководитель исследования, микробиолог PNNL доктор Уильям Нельсон.
Для реконструкции геномов учёные применили метод "геномной реконструкции" из экологических исследований. Этот подход позволяет разделять виды на группы ("бины") для восстановления их геномов. Поскольку одни и те же организмы присутствовали в каждом сообществе в разном количестве, исследователям было легче выделить геномную информацию.
"UCC — это отличные системы для изучения поведения микробных сообществ. Они намного проще природных, что облегчает интерпретацию происходящего", — отметил Нельсон.
Теперь учёные PNNL изучают, как небольшие различия в последовательностях генома влияют на функцию организмов. UCC станут основой для будущих экспериментов по изучению взаимодействий между членами сообщества, включая механизмы поддержания микродиверситета и его влияние на функцию сообщества. Эти результаты также станут основополагающим набором данных для будущих исследований взаимодействий в микробных сообществах, важных для здоровья человека и окружающей среды.