ペトリ皿で細菌を育てるのはとても簡単です。綿の綿棒で何でも拭き、暖かい部屋に数日間置いておけば完了です。 あなたは新しい毛皮のような友達を作りました。
しかし、ペトリ皿で培養できる微生物の種類は、綿棒に定着した細菌、古細菌、その他の微生物のごく一部であり、それらを成長させた条件に適したものだけです。
彼らの大多数は私たちが提供できる環境を好まないので、ペトリ皿で素直に成長することはありません。
現在、国際的な研究者チームは、メタゲノミクスと呼ばれる新しい技術を使用して実験室で栽培されたことのない、12,556の新種の細菌と古生物を発見しました。
「実験室で微生物を培養することなく、シーケンスされた環境サンプルから数千のメタゲノム由来ゲノム(MAG)を直接再構築することができました」と米国エネルギー省の共同ゲノム研究所の遺伝学者兼研究著者であるStephenKnifachは述べています。
「この研究を以前の研究と本当に際立たせているのは、分析したサンプルの驚くべき生態学的多様性です。」
チームは、環境サンプルからのすべての遺伝物質の用語である10,000を超えるメタゲノムの巨大なデータベースにアクセスできました。 彼らが抽出できるすべてのDNAはクローン化され、ゲノムの小さなストランドを使用してシーケンスされてから、科学者はそれらの短いDNAフラグメントを再び結合しようとします。
ブレンドされたジグソーパズルをつなぎ合わせようとするようなものですが、「ビニング」と呼ばれる手法を使用して、チームはデータから52,515個のMAGをつなぎ合わせることができました。それらの多くは高品質で、すべてゲノムの50％以上が完成しています。
科学者がメタゲノミクスを使用して微生物を発見したのはこれが初めてではありません-彼らは2018年に16の巨大なウイルスを発見し、2017年に新しい方法を使用して、生命の木に20の新しい進化の枝を発見しました。
しかし、この新しい研究では、研究者は、微生物に関する知識のギャップを埋めるために、広範囲の領域からのサンプルを分析しようとしました。
場所とMAGタイプの一貫したマップ。 (Naifach et al。、Nature Biotechnology、2020)。
「52,515MAGを回収するために、海洋やその他の水生環境、人間や動物に関連する環境、土壌やその他の陸域環境など、さまざまな生息地から世界的に分布する10,450のメタゲノムに対してメタゲノムアセンブリとビニングを実行しました。」 遺伝学。
「カタログは、細菌と古生物の既知の系統学的多様性を44パーセント拡大します。」
科学者が分離株のゲノム、以前の研究からのMAG、および個々の細胞からのゲノムを調べたところ、50,000個のMAGのうち12,556個がこれまでに配列決定されたことがないことがわかりました。
さて、これらのゲノムは、実験室でバクテリアや古細菌を成長させてからそれらを配列決定することから得られるものほど良くないことに注意することが重要です。 融合プロセスは細菌種間でゲノムの一部を混合する可能性があり、ゲノムの断片が欠落していることがよくあります。 実験室でそのような種を育てる能力はありませんが、それでも私たちの周りの世界の微生物を検出するための素晴らしい方法です。
この研究はNatureBiotechnologyに掲載されました。
出典：写真：(Rodolfo Parulan Jr / Getty Images)
