Выбор фона:
/ Новости сайта / Наука и Технологии / Учёные вскрыли микробную "тёмную материю"
16.07.2013

Учёные вскрыли микробную "тёмную материю"

Оценка: 0.0    1587 4 Наука и Технологии
11:16

Микробов на нашей планете огромное множество. Они живут буквально повсюду, в том числе и в теле человека. Микробиологи уже многие годы занимаются изучением этих удивительных форм жизни, но перед ними всегда стояла одна проблема: большую часть микробов невозможно культивировать в лабораторных условиях.

Эти виды также требуют тщательного изучения, а значит, и выработки новой методики, которая позволила бы расшифровать геном без предварительного выращивания в лаборатории. Решение предложила команда исследователей во главе с микробиологом Таньей Войке (Tanja Woyke) из Института генных исследований в Калифорнии.

Учёным удалось секвенировать геном 201 вида микробов, используя по образцу ДНК всего одной отдельной клетки. Образцы были взяты из девяти разных сред: озера Сакинав (Sakinaw Lake) в Британской Колумбии, лагуны Этолико в западной Греции, реактора для обработки отстойных вод в Мексике, залива Мэн в Северной Америке, северного берега гавайского острова Оаху, тропической циркуляции Атлантического океана, Восточно-Тихоокеанского поднятия, золотого рудника Хоумстейк в Южной Дакоте и Большого кипящего источника в штате Невада.

Автор исследования Крис Ринке (Chris Rinke) демонстрирует возможности новой технологии секвенирования генома (фото Roy Kaltschmidt, Berkeley Lab).

При этом ни одна из исследованных бактерий или архей не была выращена в лаборатории.

Технология секвенирования по одной клетке (single-cell sequencing) позволяет биологам полноценно изучать ДНК, открывая целый мир микробной "тёмной материи". Эти организмы, которые можно получить, только изъяв их из естественной среды обитания, изучаются с помощью новейших технологий метагеномики, специального раздела молекулярной генетики.

Войке и её команда собрали большое количество образцов бактериальных форм жизни и изучили участки их ДНК. У некоторых видов они исследовали 90% генома, а у некоторых — лишь 10%. Работа была проделана огромная, ведь почти все эти бактерии оставались неизученными человеком. Учёным удалось не просто узнать больше о самих организмах, но и понять, как они связаны друг с другом и с остальными видами.

На этом этапе было сделано несколько важных открытий. Выяснилось, что некоторые связи между биологическими царствами, намного прочнее, чем считалось ранее. К примеру, учёные узнали, что некоторые группы бактерий, синтезирующих пуриновые основания, строительные блоки для ДНК и РНК, используют ферменты, свойственные, как считалось ранее, только археям. А сами археи, точнее три их вида, обладают сигма-факторами (sigma-factor) — белками, необходимыми для запуска синтеза РНК, которые ранее считались типичными лишь для бактерий. Поэтому эти два надцарства оказались намного более похожими, чем предполагалось.

Также учёные нашли одну бактерию с удивительными свойствами. Она "перекодировала" свой терминаторный кодон, блокирующий трансляцию урацил-гуанин-аденина. В большинстве других организмов эта нуклеотидная последовательность служит сигналом к прекращению трансляции РНК в белок. Однако эта бактерия использует её для сообщения клетке сигнала к началу производства аминокислоты глицина. Это очень редкое и крайне необычное явление в природе. Биологи даже предложили отнести эту бактерию к новому типу и дать ему название Gracilibacteria.

Учёные берут пробу из Восточно-Тихоокеанского поднятия (фото Stefan Sievert, Woods Hole Oceanographic Institution).

Ещё несколько микроорганизмов также продемонстрировали учёным свою способность к "перекодировке". Это значит, что генетический код намного более гибкий, чем считалось ранее.

"Мы изучили 201 геном. Это очень немного по сравнению с целым миром таких организмов, живущих на нашей планете", — говорит Войке.

По словам исследователей, их работа поможет "украсить новыми листьями древо жизни на Земле". В мире существует миллионы видов микробов, которые можно отнести как минимум к 60 основным типам, а 88% тех организмов, которых можно культивировать в лаборатории, относятся всего к четырём типам.

Исследование Войке и её команды как бы систематизировало предыдущие проекты в области метагеномики, в ходе которых было изучено около 340 миллионов генетических последовательностей. Их работа помогла выявить взаимосвязи между различными царствами и надцарствами, обнаружив удивительные свойства бактерий и архей.

По предварительным расчётам, потребуется около 16 тысяч клеток, чтобы секвенировать геном половины неизученных видов микробов. Войке и её коллеги планируют продолжать изучать этот целый новый мир. Необходимо признать: о микробах и их бесконечном разнообразии, их свойствах и влиянии на людей, мы пока знаем очень немного.

О результатах работы биологов можно почитать в журнале Nature, где недавно вышла статья Войке и её коллег.


 
Источник:  http://www.vesti.ru

Поделитесь в социальных сетях

Комментарии 4

0  
ABC 16.07.2013 13:29 [Материал]
Кодон, когда дырявый, то становится бесполезным. Прошу прощение.
0  
Aaz 16.07.2013 13:18 [Материал]
Кто может пояснить что означает выражение "перекодировала свой терминаторный кодон"?
0  
ABC 16.07.2013 11:34 [Материал]
Ученые за что не возьмутся у них все превращается в темную материю. ТЕМНАТА!
0  
PETR12 16.07.2013 13:39 [Материал]
луч света в темном царстве biggrin
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Похожие материалы

ТОП Новостей
Материалов за сегодня нет.
Разговоры у камина
Календарь
Последние комментарии