Un team internazionale ha scoperto 12.556 nuove specie di batteri e archaea mai coltivati in laboratorio, utilizzando una tecnica incredibilmente interessante chiamata metagenomica. “Siamo stati in grado di ricostruire migliaia di genomi assemblati con metagenoma (MAG) direttamente da campioni ambientali sequenziati senza la necessità di coltivare i microbi in laboratorio”, ha detto il genetista e primo autore del DOE Joint Genome Institute , Stephen Nayfach.
“Ciò che distingue davvero questo studio dagli sforzi precedenti è la notevole diversità ambientale dei campioni che abbiamo analizzato”. Il team ha avuto accesso a un enorme database di oltre 10.000 metagenomi, un termine che significa tutto il materiale genetico di un campione ambientale. Qualsiasi DNA che riescono a estrarre viene clonato e quindi sequenziato utilizzando minuscoli filamenti di genoma, prima che provino a far combaciare questi brevi frammenti di DNA tutti insieme.
Riassemblare il metagenoma per scoprire nuove specie microbiche
Sembra come cercare di riassemblare un puzzle che è stato messo nel frullatore, ma utilizzando una tecnica chiamata ‘binning’, il team è stato in grado di mettere insieme 52.515 MAG dai dati, molti dei quali di alta qualità e tutti con oltre il 50% del loro genoma completo. In questo nuovo lavoro, i ricercatori hanno cercato di analizzare campioni provenienti da una vasta gamma di aree per riempire alcune delle lacune che abbiamo nella nostra conoscenza dei microbi.
“Abbiamo eseguito l’assemblaggio metagenomico e il binning su 10.450 metagenomi distribuiti a livello globale da diversi habitat, inclusi gli ambienti oceanici e altri ambienti acquatici, gli ambienti associati all’ospite umano e animale, nonché i suoli e altri ambienti terrestri, per recuperare 52.515 MAG” , scrive il team nel loro documento. “Il catalogo espande la diversità filogenetica nota di batteri e archaea del 44%”.
Quando il team ha controllato genomi di isolati, MAG di studi precedenti e genomi di singole cellule, ha scoperto che 12.556 dei 50.000 MAG non erano mai stati sequenziati prima. Ora, è importante notare che questi genomi non sono buoni come quelli che si otterrebbero dalla crescita di batteri e archaea in un laboratorio. Il processo di binning potrebbe mescolare alcuni pezzi del genoma tra le specie batteriche e spesso mancheranno pezzi del genoma, ma rimane ancora un modo incredibile per scoprire i microbi nel mondo che ci circonda.
“Guardando attraverso l’albero della vita, è sorprendente come molti lignaggi incolti siano rappresentati solo da MAG”, ha detto Nayfach. “Sebbene queste bozze di genomi siano imperfette, possono ancora rivelare molto sulla biologia e la diversità dei microbi incolti”. La ricerca è stata pubblicata su Nature Biotechnology.
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