Выращивать микробов в чашке Петри довольно просто — поместите взятый откуда угодно мазок на агаровую подложку, оставьте на несколько дней в тепле — и вот они, микробные колонии. Проблема в том, что таким образом мы получим колонии только тех микроорганизмов, для которых предоставленные условия идеальны. И среди всего разнообразия бактерий и архей таковые в меньшинстве.
Чтобы изучить то, что не растёт в стандартных условиях, нужен новый подход. Он найден и приносит плоды — в журнале Nature опубликована статья, в которой сообщается об успехе международной команды исследователей — обнаружении 12 556 новых видов бактерий и архей, которые никогда не выращивались и скорее всего не могут быть выращены в лаборатории.
«Мы смогли реконструировать тысячи метагеномно определённых геномов (metagenome-assembled genomes, MAGs) непосредственно из секвенированных образцов окружающей среды без необходимости культивировать микробы в лаборатории, — говорит первый автор исследования Стивен Найфач (Stephen Nayfach). — То, что делает это исследование действительно выделяющимся на фоне прежних попыток — это замечательное экологическое разнообразие проанализированных образцов».
Команда имела доступ к огромной базе данных из более чем десяти тысяч метагеномов — образцов совокупного генетического материала окружающей среды. Далее работа была похожа на сборку гигантского пазла, прошедшего через уничтожитель бумаг — из секвенированных фрагментов собирались насколько возможно полные геномы организмов.
С помощью известных алгоритмов исследователи смогли выделить 52 515 геномов. Каждый такой прочитанный геном — не менее половины от полного генома организма.
Метагеномный анализ микробных сообществ делается не впервые, но в этот раз предпринята попытка проанализировать образцы из максимального количества мест, чтобы заполнить некоторые пробелы в наших знаниях о микробах.
Результаты, по словам авторов, позволили расширить известное филогенетическое разнообразие бактерий и архей на 44 процента.
Разумеется, у метода есть ограничения. Прочитать геном выращенных в лаборатории бактерий и архей легче и точность чтения заметно выше. Метагеномный анализ не исключает ошибок. Но уже сейчас он позволяет узнать много нового о биологии и разнообразии микробов в окружающем нас мире.
