Scoperte in laboratorio oltre 12.000 nuove specie di microbi

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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