ABŞ Enerji Departamentinin (DOE) Birgə Genom İnstitutunun (JGI) tədqiqatçıları, Berkeley Laboratoriyasında yerləşən DOE Office of Science User Facility, mikrob genomik biomüxtəlifliyinin mövcud vəziyyətini qiymətləndirən Science Advances -də bir araşdırma dərc etdilər . Son üç onillikdə əldə edilən açıq genom ardıcıllığı məlumatlarından istifadə edərək, onların araşdırması bildiyimiz mikrob müxtəlifliyinin hansı hissəsini qiymətləndirir və hələ də məlum olmayanları müalicə etmək və inkişaf etdirmək üçün irəliyə doğru bir yol təklif edir.

JGI-nin Microbiome Data Science qrupunun Funksional Annotasiya qrupunun üzvü Dongying Wu, “Biz 1,8 milyondan çox bakterial və arxeal genomun müxtəlifliyini həqiqətən tutduğumuzu görmək üçün dərindən araşdırma apardıq” dedi. . “Məlum oldu ki, ardıcıllaşdırdığımız bütün genomlara baxmayaraq, biz yalnız səthi cızmışıq.”

İlk həmmüəllif Rekha Seshadri əlavə etdiyi tədqiqat praktiki mikrobiologiya və eksperimental qiymətləndirmə sənətini canlandırmaq üçün oyanış çağırışıdır.

Mikroblar dünyanı idarə edir, qlobal qidalanma dövrlərinin tənzimlənməsində əsas rol oynayır. Mikroblar, ev sahibləri və onların mühitləri arasındakı qarşılıqlı əlaqəni anlamaqdan əldə edilən məlumatlar kənd təsərrüfatı, bioyanacaq və bioməhsullar və tibb daxil olmaqla bir çox tədqiqat sahələrinə tətbiq oluna bilər. Vu, Seshadri, Nikos Kyrpides və Natalia İvanovadan ibarət komanda 30 illik ardıcıllıq məlumatlarından keçərək, ictimaiyyətə açıq olan bakterial və arxeal ardıcıllıqların siyahıyaalınmasını həyata keçirdi. Kyrpides JGI-nin Microbiome Data Science qrupuna, İvanova isə Funksional Annotasiya komandasına rəhbərlik edir.

MAGs Bakteriyaların və Arxeyaların təxmin edilən müxtəlifliyini əhəmiyyətli dərəcədə genişləndirdi

Filogenetik müxtəliflik biomüxtəlifliyin nümayəndəsi kimi dayanaraq, onlar potensial genomları təmsil edən müxtəlif keyfiyyət balları olan izolatlar, metagenom yığılmış genomlar (MAG) daxil olmaqla, təxminən 2 milyon genomda universal olaraq qorunan, zülal kodlayan beş marker genindən istifadə etmişlər . metagenomlar. Bütün məlumatlar Milli Biotexnologiya Məlumat Mərkəzində (NCBI) GenBank kolleksiyasında və JGI-nin İnteqrasiya edilmiş Mikrob Genomları və Mikrobiomlar (IMG/M) verilənlər bazasında açıqdır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1737363565&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-01-stock-unknown-microbial-space.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMyLjAuNjgzNC44MyIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJOb3QgQShCcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTMyLjAuNjgzNC44MyJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMi4wLjY4MzQuODMiXV0sMF0.&dt=1737363565155&bpp=1&bdt=188&idt=106&shv=r20250114&mjsv=m202501160401&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1737363442%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1737363442%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1737363442%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=4397425830739&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2288&biw=1519&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=95348683%2C31089716%2C31089807%2C31089808%2C95344789%2C95350246%2C31089852%2C95347433&oid=2&pvsid=1197974567117370&tmod=1413874230&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=109

Təhlil zamanı komanda müəyyən edib ki, bakterial təcrid genomları mövcud məlumat dəstlərinin ümumi təxmin edilən müxtəlifliyinin 9,73%-ni təşkil edir. İllər ərzində ətraf mühit nümunələrindən birbaşa məlumat çıxarmaqla MAG-ləri bərpa etmək səyləri mikrob genomlarının məlum müxtəlifliyini əhəmiyyətli dərəcədə genişləndirdi və ümumi təxmin edilən bakterial müxtəlifliyin təxminən 49%-ni təşkil etdi. Komanda mühafizəkar şəkildə təxmin etdi ki, bakteriya müxtəlifliyinin təxminən 42%-nin ictimai verilənlər bazalarında genomik təmsili yoxdur.

Son bir neçə onillikdə ardıcıllıq texnologiyasındakı irəliləyişlər çoxlu mikrob genomlarının qlobal tədqiqat cəmiyyətinə təqdim edilməsinə səbəb olmuşdur. Archaea üçün analoji analizdə , komanda təcrid olunmuş genomların yalnız 6,55%-ni, MAG-lərin isə mövcud məlumat dəstlərinin təxmin edilən müxtəlifliyinin təxminən 57%-ni təşkil etdiyini müəyyən etdi. Bu, arxeoloji müxtəlifliyin 36%-ni heç bir genomik təmsilsiz buraxır.

” Genom məlumatlarını təcrid etmək, bizim real dünyadakı toxunma daşlarımıza gəldikdə , biz sadəcə atalar sözü olan Petri qabını cızırıq” dedi Seshadri. “Bu, yeni mikrob növlərinin yetişdirilməsinin vacibliyini xatırladır.”

Mikrob dünyasını anlamaq üçün hədəflənmiş tədqiqatlar

Müxbir müəllif İvanova bildirib ki, JGI bakterial və arxeal müxtəlifliyin genomik təmsilçiliyini artırmaq xətti ilə işləməyə davam edir, naməlum mikrob məkanına işıq salır. MAGs verilənlər bazasında mikrob genomlarının məlum müxtəlifliyini əhəmiyyətli dərəcədə genişləndirsə də, komanda əlavə etdi ki, bu məlumat hələ də hesablama yolu ilə əldə edilir. Potensial nəticələrin davamlı bioiqtisadiyyata töhfə verən tətbiqi elmə çevrilməsi üçün becərilən izolatlar üzərində eksperimental tədqiqatlara ehtiyac var.

“Hesablama üsulu ilə əldə edilən MAG-lər mikrobiologiya üçün inqilabi bir vasitə olsa da, bu, tarazlığa çağırışdır” dedi Seshadri. O, qeyd etdi ki, bu tədqiqatda istifadə olunan metagenomik məlumat dəstləri tədqiqatçılara mədəniyyət üçün xüsusi təcrid növlərini bərpa etmək şanslarını artırmağa kömək edə bilər. “Biz xəzinə xəritəsini tərtib etdik” dedi. “Əsasən biz insanların gedib bərpa üçün vaxt və səylərini yenidən sərmayə edə biləcəyi ətraf mühit nümunələrinə işarə edə bilərik .”

Daha çox məlumat: Dongying Wu et al, Mikrob prokaryotik genom siyahıyaalmasına metagenomik bir perspektiv, Elm İnkişafı (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adq2166

Jurnal məlumatları: Elm , Elm İnkişafı  

Lawrence Berkeley Milli Laboratoriyası tərəfindən təmin edilmişdir