Передовые молекулярные методы выявили разнообразие малоизученной группы океанических микробов, называемых протистами, согласно новой публикации в Scientific Reports. Проект проанализировал образцы, собранные глобальной экспедицией Tara Oceans, документируя геномы, которые помогут исследователям идентифицировать протистов по всему океану.
«Столько океанских протистов невозможно вырастить в лаборатории, поэтому мы должны найти способы допросить их в их среде», - сказал Майк Сираки, ведущий автор исследования. «Каждая капля морской воды содержит микробные экосистемы, о которых мы очень мало знаем, и крайне важно понять эту фундаментальную экосистему нашей планеты-океана, Земли, и то, как она реагирует на изменения."
Протисты образуют одни из самых сложных отношений в океане с другими членами микробной пищевой сети, включая паразитизм и подходы к еде, сочетающие фотосинтез и хищничество. Исследовательская группа проанализировала протистов со всего Индийского океана и Средиземного моря, используя геномику отдельных клеток, набор молекулярных методов, которые раскрывают генетические схемы отдельных клеток. Впервые такой подход был применен к целым микробным сообществам из разных мест.
Серацки в настоящее время является директором программы по биологической океанографии в Национальном научном фонде. Он проводил это исследование, работая старшим научным сотрудником в Лаборатории наук об океане Бигелоу, где он помог основать Центр геномики отдельных клеток. Исследователи использовали передовые технологии Центра для индивидуальной сортировки и анализа протистов, выявляя генетический код, который никогда не был идентифицирован ранее.
«Протисты - самые многочисленные хищники в океане, но мы до сих пор очень мало знаем о том, кто они такие и что они делают в природе», - сказал Рамунас Степанаускас, старший научный сотрудник и директор Центра геномики отдельных клеток. «Мы начинаем в полной мере раскрывать разнообразие и экологическую роль этих удивительных компонентов морских экосистем».
Исследователи задокументировали более 900 геномов отдельных клеток, на которые ученые всего мира смогут ссылаться при идентификации протистов в будущем. Этот важный шаг поможет исследователям составить карту микробных сообществ с помощью метагеномики, мощного способа одновременного анализа целых сообществ.
Проект, финансируемый Национальным научным фондом, также представляет собой важную находку и значительный результат экспедиции Tara Oceans. Во время этого плавания в период с 2009 по 2013 год были исследованы мировые океаны, сделан снимок микробных сообществ, процветающих по всему миру, и зафиксировано невероятное разнообразие планктонной жизни. Серацки и Николь Поултон, еще один автор статьи, участвовали в экспедиции в качестве ведущих ученых.
«Протисты - одни из следующих великих неизвестных в открытом океане», - сказал Поултон, научный сотрудник лаборатории Бигелоу и директор Центра водной цитометрии. «Хотя их гораздо меньше, чем бактерий, мы обнаружили, что изучение простейших обнаруживает гораздо большую сложность морских экосистем».
В лаборатории Bigelow хранятся образцы, собранные экспедицией Tara Oceans для анализа отдельных клеток. Поултон надеется использовать те же методы для изучения простейших из других регионов океана, постепенно заполняя пробелы в наших знаниях об океане и помогая другим исследователям более детально картировать микробные сообщества.
«Геномика отдельных клеток позволила нам зафиксировать и понять биоразнообразие в океане на совершенно другом уровне, чем тот, который был доступен ранее», - сказал Поултон.«Эти геномы позволят нам узнать, как эти важные микробы функционируют в окружающей среде».