Новый метод определяет, чем питаются микробы
Исследователи из Университета Северной Каролины и Университета Калгари разработали технику для более глубокого изучения метаболизма и физиологии микробных сообществ. Метод позволяет напрямую определять, какой пищевой источник (субстрат) потребил конкретный микроорганизм.
Суть метода
- Измерение: С помощью масс-спектрометра с высокой точностью измеряется масса молекул, полученных от микробов в сообществе.
- Анализ: Новое программное обеспечение связывает микробы с их субстратами на основе стабильных изотопных отношений углерода.
- Принцип: В природе существуют углерод-12 (наиболее распространённый) и углерод-13. У каждого материала — уникальное соотношение этих изотопов, которое служит его «отпечатком пальца». Алгоритм сопоставляет изотопные сигнатуры доступных субстратов с сигнатурами, найденными в самих микробах.
«Наш метод основан на концепции "ты — то, что ты ешь"», — пояснил Мануэль Кляйнер, ведущий автор исследования. «Если пищевой источник имеет специфическую изотопную сигнатуру и мы находим микроб с такой же сигнатурой, мы можем установить связь между ними».
Калибровка и тестирование
Для калибровки масс-спектрометра и коррекции погрешности исследователи использовали человеческий волос как отличный эталонный материал.
Метод был протестирован:
- На 20 чистых культурах — результаты соответствовали стандартам масс-спектрометрии.
- На сложных образцах с разными микроорганизмами — удалось выявить индивидуальные сигнатуры отдельных видов внутри сообщества.
- На безкишечном морском черве, который содержит симбиотические бактерии, — метод позволил изучить метаболизм этого симбиоза.
Все данные исследования находятся в открытом доступе для использования и проверки нового программного обеспечения другими учёными.