Исследователи из Объединенного института генома (JGI) Министерства энергетики США (DOE), пользовательского центра Управления науки DOE, расположенного в лаборатории Беркли, опубликовали исследование в журнале Science Advances, в котором оценивается текущее состояние микробного геномного биоразнообразия. Используя общедоступные данные о последовательности генома, полученные за последние три десятилетия, их исследование оценивает, какую часть микробного разнообразия мы знаем, и предлагает путь вперед к курированию и культивированию того, что еще неизвестно.
«Мы глубоко погрузились в более чем 1,8 миллиона бактериальных и архейных геномов, чтобы увидеть, какую часть их разнообразия мы на самом деле охватили», — сказал соавтор Дуньин Ву, член группы функциональной аннотации в группе микробиомных данных JGI. «Оказывается, несмотря на все геномы, которые мы секвенировали, мы только поцарапали поверхность».
По словам соавтора Рехи Шешадри, это исследование — призыв к возрождению искусства практической микробиологии и экспериментальной проверки.
Микробы управляют миром, играя ключевые роли в регулировании глобальных циклов питательных веществ. Информация, полученная в результате понимания взаимодействия между микробами, хозяевами и их средой, может быть применена в различных областях исследований, включая сельское хозяйство, биотопливо и биопродукты, а также медицину. Продираясь через 30 лет данных секвенирования, команда в составе Ву, Сешадри, Никоса Кирпидеса и Натальи Ивановой провела перепись общедоступных бактериальных и архейных последовательностей. Кирпидес возглавляет группу по микробиомным данным JGI, а Иванова возглавляет группу функциональной аннотации.
С филогенетическим разнообразием в качестве репрезентативной меры биоразнообразия они использовали пять универсально сохраняющихся, кодирующих белок маркерных генов на почти 2 миллионах геномов, включая изоляты, собранные метагеномом геномы (MAG) с различными показателями качества, представляющие потенциальные геномы, и почти 44 000 метагеномов. Все данные находятся в открытом доступе в коллекции GenBank Национального центра биотехнологической информации (NCBI) и в базе данных Integrated Microbial Genomes & Microbiomes (IMG/M) JGI.
В своем анализе команда обнаружила, что геномы бактериальных изолятов представляют 9,73% от общего оценочного разнообразия доступных наборов данных. Попытки извлечь MAG путем извлечения данных непосредственно из образцов окружающей среды на протяжении многих лет значительно расширили известное разнообразие микробных геномов, составив почти 49% от общего оценочного бактериального разнообразия. Команда консервативно подсчитала, что около 42% бактериального разнообразия не имеют геномного представления в общедоступных базах данных.
За последние несколько десятилетий достижения в области технологий секвенирования привели к тому, что обилие микробных геномов стало доступно мировому исследовательскому сообществу. В аналогичном анализе для Archaea группа обнаружила, что изолированные геномы составляют всего 6,55%, в то время как MAG составляют около 57% предполагаемого разнообразия доступных наборов данных. Это оставляет 36% разнообразия архей без геномного представления.
«Когда дело доходит до выделения геномных данных, наших реальных контрольных камней, мы просто царапаем пресловутую чашку Петри», — сказал Сешадри. «Это напоминание о срочности выращивания новых видов микроорганизмов».
Автор-корреспондент Иванова сказала, что JGI продолжает работать в направлении увеличения геномного представления бактериального и архейного разнообразия, проливая свет на неизвестное микробное пространство. Хотя MAG значительно расширили известное разнообразие микробных геномов в наборах данных, однако, команда добавила, что эта информация по-прежнему выводится вычислительным путем. Необходимы экспериментальные исследования культивируемых изолятов, чтобы преобразовать потенциальные последствия в прикладную науку, способствуя устойчивой биоэкономике.
«Хотя вычислительно полученные MAG стали революционным инструментом для микробиологии, это призыв к балансу», — добавила Сешадри. Она отметила, что метагеномные наборы данных, используемые в этом исследовании, могут помочь исследователям повысить свои шансы на восстановление конкретных видов изолятов для культивирования. «Мы нарисовали карту сокровищ», — сказала она. «По сути, мы можем указать конкретные образцы окружающей среды, куда люди могут пойти и реинвестировать время и усилия в восстановление».
Bone Research: Выявлена новая причина хронической боли в спине
Хроническую боль в спине называют одной из главных причин инвалидности в мире. Причин много, ещё одну выявили сотрудники Медицинская школа Университета Джонса Хопкинса. Они установили, что такая боль может возникать…
В Эстонии обнаружено уникальное городище возрастом 2000 лет
Недавно обнаруженное в Эстонии городище возрастом 2000 лет переписывает историю благодаря своей уникальной системе крепостных стен. Археологи раскрывают историю недолговечного поселения, сформированного конфликтами, миграциями и древними легендами. Замечательное археологическое открытие…
Ученые предложили новую теорию расширения Вселенной после Большого взрыва
Исследователи из Университета Ватерлоо и Института Периметра предложили новую теоретическую концепцию, которая ставит под сомнение существующее понимание первоначального расширения Вселенной, успешно согласовывая гравитацию с квантовой механикой без необходимости прибегать к…
МО: за ночь над территорией России уничтожили 87 украинских беспилотников
Российские силы противовоздушной обороны за прошедшую ночь перехватили и уничтожили 87 украинских беспилотников, сообщили в Минобороны РФ. "В течение прошедшей ночи в период с 22:00 мск 4 апреля до 08:00…
Глава Генштаба ВС Ирана в ответ на угрозы Трампа пообещал «открыть врата ада» для Израиля и США
Командующий центральным штабом войск Ирана "Хатам-аль-Анбия" генерал-лейтенант Али Абдоллахи пообещал Израилю и США "открыть врата ада" в ответ на угрозы американского президента Дональда Трампа. Заявление военачальника распространило агентство IRNA. "С…
ФСБ: жителя Костромы приговорили к 20 годам колонии за госизмену
Военный суд приговорил к 20 годам лишения свободы 34-летнего жителя Костромы, который по заданию украинской террористической организации пытался устроиться на промышленное предприятие Костромской области. Об этом ТАСС сообщили в Центре…
В отношениях с Россией Япония выбирает санкции
В последнее время из неуказанных источников участились «утечки» о якобы желании японского правительс...
На Кубе обнаружены окаменелости ихтиозавра юрского периода
В глубине известняковой пещеры на западе Кубы палеонтологи обнаружили самый полный из всех найденных...
Март - блины, апрель - куличи, май - шашлыки... и куда, скажите, мне втиснуть эту вашу диету?!
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".