Новое исследование подчеркивает индивидуальность микробов

Капля морской воды может содержать широкое представительство океанских микробов со всего мира, что раскрывает новые данные об экологии, эволюции и биотехнологическом потенциале глобального микробиома. Новая публикация в журнале Cell сообщает о поразительной степени биологического разнообразия, которое бросает вызов современным определениям микробных видов, проливает свет на причины проблем в метагеномных исследованиях и может углубить понимание реакции морских микробов на изменение климата.

Исследовательская группа проанализировала более 12 000 индивидуальных микробных геномов, чтобы создать базу данных Global Ocean Reference Genomes Tropics (GORG-Tropics). К их удивлению, каждая проанализированная клетка была генетически уникальна. Фактически, лишь немногие были достаточно похожи, чтобы их можно было отнести к одному виду.

Этот новый взгляд на микробное разнообразие охватывает как локальный, так и глобальный масштабы. Команда использовала передовые технологии в Single Cell Genomics Center Лаборатории Бигелоу для анализа образцов, собранных в тропиках и субтропиках (две трети мирового океана), чтобы изучить глобальные закономерности распределения. Они также исследовали локальное микробное разнообразие, прочитав геномы более 6000 отдельных клеток, захваченных из одной чайной ложки воды Саргассова моря.

Исследователи обнаружили, что клетки в этом образце содержали по крайней мере пятую часть генов, которые распространены в других частях тропического и субтропического океана. Это открытие указывает на то, что океанские течения эффективно перемешивают микробную жизнь по всему земному шару, перенося микробов на большие расстояния и создавая разнообразные сообщества.

Прорывы в геномных технологиях позволили команде GORG секвенировать больше микробов, чем все исследования до 2013 года вместе взятые. Анализ данных выявил, среди прочего, ранее неизвестную способность к фотосинтезу у группы протеобактерий.

Команда также работала над идентификацией микробов, которые могут стать основой для новых биотехнологических приложений. База данных GORG-Tropics, фиксирующая, какие химические вещества способны производить определенные микробы, служит дорожной картой для поиска новых антибиотиков или противораковых препаратов.

Исследователи продолжат изучать базу данных GORG-Tropics в поисках ответов на различные вопросы. Они надеются расширить проект на остальную часть океана, включая умеренные и полярные регионы и глубокие воды, где обитают совершенно другие микроорганизмы.