Tumbuh kuman dalam piring Petri cukup mudah – lap apa sahaja dengan kapas, biarkan di ruangan yang hangat selama beberapa hari dan anda sudah selesai! Anda telah mendapat beberapa rakan berbulu baru.
Tetapi jenis mikroba yang boleh anda kembangkan dalam piring petri hanyalah sebilangan kecil bakteria, archaea, dan mikroorganisma lain yang telah menetap di atas swab – hanya yang sesuai untuk keadaan di mana anda membesar.
Sebilangan besar dari mereka tidak menyukai persekitaran yang dapat kita sediakan dan oleh itu tidak akan tumbuh dengan patuh dalam piring petri.
Kini, pasukan penyelidik antarabangsa telah menemui 12,556 spesies bakteria dan archaea baru yang tidak pernah ditanam di makmal menggunakan teknik baru yang disebut metagenomics.
“Kami dapat membina semula ribuan genom yang berasal dari metagenome (MAG) secara langsung dari sampel persekitaran yang diuraikan tanpa memerlukan penanaman mikroba di makmal,” kata Stephen Knifach, ahli genetik dan penulis kajian di Institut Genom Bersama Jabatan Tenaga AS.
“Apa yang benar-benar membezakan kajian ini daripada yang sebelumnya adalah kepelbagaian ekologi yang luar biasa dari sampel yang kami analisis.”
Pasukan ini mempunyai akses ke pangkalan data yang besar dengan lebih daripada 10,000 metagenom – istilah untuk semua bahan genetik dari sampel persekitaran. Sebarang DNA yang dapat mereka ekstrak diklon dan kemudian diuruskan dengan menggunakan helai kecil genom sebelum para saintis mencuba lagi untuk menggabungkan serpihan DNA pendek tersebut.
Ia seperti berusaha mengumpulkan teka-teki jigsaw yang telah diadun, tetapi menggunakan teknik yang disebut 'binning', pasukan dapat mengumpulkan 52,515 MAG dari data – banyak daripadanya berkualiti tinggi, dan semuanya memiliki lebih dari 50 persen genom lengkap.
Ini bukan kali pertama saintis menemui mikroba menggunakan metagenomics – mereka menemui 16 virus gergasi pada tahun 2018, dan pada tahun 2017, dengan menggunakan kaedah baru, mereka menemui 20 cabang evolusi baru di pohon kehidupan.
Tetapi dalam karya baru ini, para penyelidik telah berusaha menganalisis sampel dari sebilangan besar bidang untuk mengisi beberapa jurang dalam pengetahuan kita tentang mikroba.
Peta lokasi dan jenis MAG yang konsisten. (Naifach et al., Bioteknologi Alam, 2020).
“Kami melakukan perhimpunan metagenomik dan pengilangan 10,450 metagenom yang diedarkan secara global dari pelbagai habitat, termasuk lautan dan persekitaran air lain, persekitaran yang berkaitan dengan manusia dan haiwan, serta tanah dan persekitaran daratan lain, untuk memulihkan 52,515 MAG,” genetik.
“Katalog memperluas kepelbagaian filogenetik bakteria dan archaea yang diketahui sebanyak 44 peratus.”
Semasa para saintis memeriksa genom isolat, MAG dari kajian sebelumnya, dan genom dari sel individu, mereka mendapati bahawa 12,556 daripada 50,000 MAG tidak pernah disusun sebelumnya.
Sekarang, penting untuk diperhatikan bahawa genom ini tidak sebaik yang anda peroleh daripada bakteria dan archaea yang tumbuh di makmal dan kemudian mengurutkannya. Proses peleburan dapat mencampurkan bahagian genom antara spesies bakteria, dan serpihan genom sering hilang; tanpa kemampuan menumbuhkan spesies tersebut di makmal, tetapi masih merupakan kaedah terbaik untuk mengesan mikrob di dunia di sekitar kita.
Penyelidikan ini diterbitkan dalam Nature Biotechnology.
Sumber: Foto: (Rodolfo Parulan Jr / Getty Images)
