ლაბორატორიაში, პეტრის თეფშზე მიკრობების გაზრდა საკმაოდ მარტივია — გაუსვით ტამპონი ფაქტობრივად ნებისმიერ რამეს, შემდეგ გაუსვით აგარის ფირფიტას, დატოვეთ ის რამდენიმე დღის განმავლობაში თბილ ოთახში და სულ ესაა, მიიღებთ მრავალ მიკრობს.
თუმცა, მიკრობთა სახეობები, რომელთა კულტივირებაც პეტრის თეფშზე შეგვიძლია, მხოლოდ მცირე ნაწილია იმ ბაქტერიების, არქეებისა და სხვა მიკროორგანიზმებისა, რომლებიც ტამპონს აჰყვა — მხოლოდ ისინი, რომლებიც მათ გასაზრდელად თქვენ მიერ შექმნილ პირობებს მოერგნენ.
მათ აბსოლუტურ უმრავლესობას არ მოსწონს ჩვენ მიერ შეთავაზებული გარემო და შესაბამისად, პეტრის თეფშზე დამყოლად არ იზრდებიან.
ახლახან, მკვლევართა საერთაშორისო ჯგუფმა აღმოაჩინა ბაქტერიებისა და არქეების 12 556 ახალი სახეობა, რომლებიც ლაბორატორიაში აქამდე არ გაგვიზრდია; აღმოჩენა მათ წარმოუდგენლად ჭკვიანური მეთოდით, ე. წ. მეტაგენომიკით შეძლეს.
„გარემოდენ აღებული ნიმუშების თანმიმდევრობებიდან, ლაბორატორიაში მიკრობების კულტივირების გარეშე შევძელით აღგვედგინა მეტაგენომ-აწყობილი ათასობით გენომი (MAG)“, — ამბობს კვლევის ავტორი სტივენ ნეიფაში.
მისივე თქმით, ამ კვლევას წინა კვლევებისგან ნამდვილად გამოარჩევს შესწავლილ ნიმუშთა გარემოს თვალშისაცემი მრავალფეროვნება.
ჯგუფს წვდომა ჰქონდა 10 000-ზე მეტი მეტაგენომის მონაცემთა ბაზაზე, ანუ გარემოდან აღებული ნიმუშების გენეტიკურ მასალაზე. ნებისმიერი მათგანისგან აღებულ დნმ-ს ისინი კლონირებას უკეთებდნენ და შემდეგ, გენომის ციცქნა სპირალების გამოყენებით ახდენდნენ სეკვენირებას, ამის შემდეგ კი ცდილობდნენ დნმ-ის ამ მოკლე ნაჭრების კვლავ აწყობას.
ეს ყველაფერი დაახლოებით იმას ჰგავს, ფაზლი რომ ააწყო ერთმანეთში არეული ნაჭრებისგან, მაგრამ „ბინინგის“ სახელით ცნობილი მეთოდით, ჯგუფმა შეძლო მონაცემებიდან აეწყო 52 515 მეტაგენომ-აწყობილი გენომი; თანაც, მრავალი მათგანის შემთხვევაში ეს მაღალი ხარისხით მოხდა და ყველა მათგანს გენომის 50 პროცენტზე მეტი სრულად ჰქონდა.
აღსანიშნავია ისიც, რომ მკვლევართა ეს ჯგუფი პირველი არ არის, რომელმაც მიკრობები მეტაგენომიკის გამოყენებით აღმოაჩინა. 2018 წელს მეცნიერებმა ამავე მეთოდით აღმოაჩინეს 16 გიგანტური ვირუსი, 2017 წელს კი 20 ახალი ევოლუციური განშტოება სიცოცხლის ხეში.
თუმცა, ამ კვლევის ფარგლებში მკვლევრები შეეცადნენ მრავალი სხვადასხვა ზონიდან აღებული ნიმუშის ანალიზს, რათა შეევსოთ ის გარკვეული სიცარიელე, რაც მიკრობთა შესახებ ჩვენს ცოდნაში არსებობს.
„მეტაგენომური ანალიზი და ბინინგი ჩავატარეთ გლობალურად გადანაწილებულ, სხვადასხვა ჰაბიტატებიდან აღებულ 10 450 მეტაგენომზე; მათ შორის იყო ნიმუშები ოკეანიდან და სხვა წყლიანი გარემოებიდან, ადამიანებთან და ცხოველებთან დაკავშირებული გარემოებიდან, ნიადაგიდან და სხვა მიწიანი გარემოებიდან, რის შედეგადაც აღვადგინეთ 52 515 მეტაგენომ-აწყობილი გენომი (MAG)“, — წერს ჯგუფი პუბლიკაციაში.
მათივე განცხადებით, მიღებული კატალოგი 44 პროცენტით აფართოებს ბაქტერიებისა და არქეების ჩვენთვის ცნობილ ფილოგენეტიკურ მრავალფეროვნებას.
როდესაც ჯგუფმა ისინი გამოცალკევებული შტამების გენომებს შეადარა, მეტაგენომ-აწყობილ გენომებს წინა კვლევებიდან და ერთუჯრედიანთა გენომებს, აღმოაჩინეს, რომ მეტაგენომ-აწყობილი 50 000 გენომიდან 12 556 მანამდე არასოდეს იყო სეკვენირებული.
„სიცოცხლის ხეზე ყურებისას ხვდები, რამდენი საოცრად ბევრი არაკულტივირებული ხაზია წარმოდგენილი მხოლოდ მეტაგენომ-აწყობილი გენომით. მიუხედავად იმისა, რომ გენომების ეს პროექტი არასრულყოფილია, მაინც ძალიან ბევრს გვეუბნება ბიოლოგიისა და არაკულტივირებული მიკრობების შესახებ“, — ამბობს კვლევის ავტორი სტივენ ნეიფაში.
კვლევა Nature Biotechnology-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.
