Некультивируемые микробы, чьи характеристики никогда не описывались, поскольку они еще не были выращены в лабораторных условиях, могут доминировать почти во всех средах на Земле, за исключением человеческого тела, согласно новому исследованию, опубликованному в mSystems..
Исследование возглавила Карен Ллойд, доцент кафедры микробиологии Университета Теннесси в Ноксвилле. В исследовании Ллойда впервые была оценена популяция некультивируемых микробов.
Ученым давно известно об этой массе некультивируемых микробов, также известной ученым как микробная темная материя. Однако сосчитать их по одному было бы невыполнимой задачей, и до сих пор исследователи не могли даже оценить, сколько их существует.
У Ллойд и ее команды теперь есть ответ: они считают, что до четверти микробов на Земле могут происходить примерно из 30 типов - таксономической классификации между царствами и классами - микробов, которые никогда не культивировались..
Ллойд объясняет это одним примером: «Все позвоночные, каждое животное с позвоночником содержится в одном типе. Таким образом, это означает, что у нас потенциально есть 30 различных типов микробов, каждый из которых отличается от любой уже известный микроб, как жирафы, происходит от морских звезд."
Чтобы оценить, сколько некультивируемых микробов называют эту планету своим домом, Ллойд и ее команда собрали все последовательности ДНК, размещенные в общедоступных базах данных исследователями со всего мира, всего 1,5 миллиона, и сравнили их с 26 000 последовательностями ДНК микробов. и бактерии, которые уже были культивированы.
«Мы быстро столкнулись с серьезными вычислительными ограничениями, но, к счастью для нас, у нас отличное сотрудничество с Объединенным институтом вычислительных наук в Национальной лаборатории Ок-Риджа», - сказал Ллойд.«Они смогли предоставить нам вычислительную мощность, необходимую для выполнения работы».
Изучение и характеристика некультивируемых микробов может быть особенно ценным инструментом в конкретных областях, например, в медицине, где ученые описали случаи культурально-устойчивых патогенов.
Некультивируемые микробы настолько сильно отличаются от культивируемых, что они могут делать необычные вещи, например, выживать при крайне низком уровне энергии или чрезвычайно медленно расти способами, которые нам трудно даже представить. Также возможно, что эти микробы не могут расти сами по себе в культуре, потому что они умирают, если их вырвать из их сложных отношений друг с другом или с их конкретной средой. Поскольку эти микробы обеспечивают множество экосистемных услуг, таких как помощь в выращивании сельскохозяйственных культур и борьба с изменением климата, решение серьезная загадка, которую они представили нам, является важнейшей задачей для современной микробиологии», - сказал Ллойд.