Новый метод разделения ДНК обнаружил живые микробы в самой сухой пустыне Земли

Исследователи разработали новый метод для разделения внеклеточной (eDNA) и внутриклеточной (iDNA) ДНК в почвах с низкой биомассой, что позволяет изучать именно живую часть микробного сообщества. Метод был успешно применён в почвах пустыни Атакама в Чили — самого засушливого места на планете.

Проблема традиционных методов

Обычные коммерческие наборы для экстракции ДНК из почв оставляют смесь генетического материала от живых, покоящихся и мёртвых микроорганизмов. Это затрудняет изучение активных микробных процессов в средах с низкой биомассой, где получение ДНК достаточного качества и количества часто является узким местом.

Суть нового подхода

Метод, описанный в журнале Applied and Environmental Microbiology, позволяет отфильтровать интактные (целые) клетки из смеси, оставляя фрагменты eDNA от мёртвых клеток в осадке. Процесс включает несколько циклов щадящего промывания. Лабораторные тесты показали, что после 4 повторений почти вся ДНК в образце была разделена на 2 группы.

Результаты исследования в Атакаме

Анализ почвенных образцов, собранных по трансекте от побережья океана до предгорий Анд, выявил разнообразные живые и потенциально активные микробы даже в самых засушливых районах.

• Во всех образцах в обеих группах (eDNA и iDNA) были обнаружены Actinobacteria и Proteobacteria.
• В образцах с глубины менее 5 сантиметров в группе iDNA доминировали бактерии Chloroflexota.

По словам ведущего автора исследования, геомикробиолога Дирка Вагнера (GFZ German Research Centre for Geosciences), если сообщество активно, происходит постоянный оборот клеток, и два пула ДНК (внутри- и внеклеточный) должны быть более похожи друг на друга.

Значение и перспективы

Изучение iDNA даёт более глубокое понимание реально активной части микробного сообщества. Этот подход можно применять не только к экстремальным средам вроде пустынь, но и к новым территориям, образующимся после землетрясений или оползней, где также присутствует минеральный субстрат без почвы. В будущих работах команда планирует провести метагеномное секвенирование образцов iDNA и применить метод к образцам из других негостеприимных сред.