Coltivare germi in una capsula di Petri è piuttosto semplice: pulire qualsiasi cosa con un batuffolo di cotone, lasciarlo in una stanza calda per alcuni giorni e il gioco è fatto! Hai fatto dei nuovi amici pelosi.
Ma i tipi di microbi che puoi coltivare in una capsula di Petri sono solo una piccola frazione di batteri, archaea e altri microrganismi che si sono depositati sul tampone, solo quelli che sono adatti alle condizioni in cui li hai coltivati.
Alla stragrande maggioranza di loro non piace l'ambiente che possiamo fornire e quindi non crescerà obbedientemente in una capsula di Petri.
Ora, un team internazionale di ricercatori ha scoperto 12.556 nuove specie di batteri e archaea che non sono mai state coltivate in un laboratorio utilizzando una nuova tecnica chiamata metagenomica.
“Siamo stati in grado di ricostruire migliaia di genomi derivati dal metagenoma (MAG) direttamente da campioni ambientali sequenziati senza la necessità di coltivazione microbica in un laboratorio”, ha detto Stephen Knifach, genetista e autore dello studio presso il Joint Genome Institute del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.
“Ciò che distingue veramente questo studio dai precedenti è la notevole diversità ecologica dei campioni che abbiamo analizzato”.
Il team ha avuto accesso a un enorme database di oltre 10.000 metagenomi, un termine per tutto il materiale genetico proveniente da campioni ambientali. Qualsiasi DNA che possono estrarre viene clonato e quindi sequenziato usando minuscoli filamenti del genoma prima che gli scienziati provino a rimettere insieme quei brevi frammenti di DNA.
È come cercare di mettere insieme un puzzle che è stato mescolato, ma utilizzando una tecnica chiamata “ binning '', il team è stato in grado di mettere insieme 52.515 MAG dai dati: molti di loro sono di alta qualità e tutti hanno oltre il 50% del genoma completo.
Non è la prima volta che gli scienziati scoprono i microbi usando la metagenomica: hanno scoperto 16 virus giganti nel 2018 e nel 2017, usando nuovi metodi, hanno scoperto 20 nuovi rami evolutivi sull'albero della vita.
Ma in questo nuovo lavoro, i ricercatori hanno cercato di analizzare campioni da una vasta gamma di aree per colmare alcune delle lacune nella nostra conoscenza dei microbi.
Mappa coerente di posizione e tipi di MAG. (Naifach et al., Nature Biotechnology, 2020).
“Abbiamo eseguito l'assemblaggio metagenomico e il binning su 10.450 metagenomi distribuiti a livello globale da vari habitat, tra cui l'oceano e altri ambienti acquatici, ambienti associati a esseri umani e animali, nonché suolo e altri ambienti terrestri, al fine di recuperare 52.515 MAG”, genetica.
“Il catalogo espande la nota diversità filogenetica di batteri e archaea del 44%.”
Quando gli scienziati hanno esaminato i genomi degli isolati, i MAG di studi precedenti ei genomi di singole cellule, hanno 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 otterresti dalla crescita di batteri e archaea in un laboratorio e poi li sequenziano. Il processo di fusione può mescolare parti del genoma tra specie batteriche e spesso mancheranno frammenti del genoma; senza la capacità di coltivare tali specie in un laboratorio, ma è comunque un ottimo modo per rilevare i microbi nel mondo che ci circonda.
La ricerca è stata pubblicata su Nature Biotechnology.
Fonti: Foto: (Rodolfo Parulan Jr / Getty Images)
