میکروب‌های گمنام

پژوهشگران در مؤسسه ژنوم وزارت انرژی آمریکا مستقر در یکی از تأسیسات کاربری دفتر علوم (DOE) واقع در آزمایشگاه برکلی،مقاله‌‌ای رامنتشر کرده‌اند که وضعیت فعلی تنوع زیستی ژنومی میکروب‌هارا ارزیابی می‌کند.پژوهش آنهابا استفاده از داده‌های توالی ژنوم که در سه دهه گذشته تولید شده‌اند، ارزیابی می‌کند که ما چقدر ازمیزان تنوع میکروبی اطلاع داریم. این مقاله که در Science Advances منتشرشده، مسیری رو به جلو برای نگهداری وپرورش آنچه هنوز ناشناخته است،پیشنهاد می‌کند.دونگینگ وو، نویسنده ارشد این مقاله گفت:«ما دربیش از۱.۸میلیون ژنوم باکتریایی وآرکی‌ها (باکتری‌های باستانی) غوطه‌ور شدیم تا ببینیم واقعا چه مقدار از تنوع آنها را به ثبت رسانده‌ایم. مشخص شد که با وجود تمام ژنوم‌هایی که تاکنون توالی‌یابی کرده‌ایم، گویی فقط کمی ازسطح این مقوله را خراشیده‌ایم.» رِکا سِشادری،نویسنده اول مقاله فوق اضافه کرد:«این مطالعه،یک زنگ بیدارباش برای احیای هنر میکروبیولوژی عملی و اعتبارسنجی تجربی است.» اهمیت این پژوهش در این است که اطلاعات به‌دست آمده از درک تعاملات بین میکروب‌ها، میزبان‌ها و محیط‌های آنها می‌تواند در زمینه‌های تحقیقاتی متعدد از جمله کشاورزی، سوخت‌های زیستی، فرآورده‌های زیستی و پزشکی به کار رود. تیمی تحقیقاتی متشکل از وو، سشادری، نیکوس کایرپیدس و ناتالیا ایوانووا با بررسی داده‌های توالی‌یابی شده در طی ۳۰ سال گذشته، سرشماری از توالی‌های باکتریایی و باستانی را انجام دادند. 
 
گسترش تنوع باکتری‌ها
درطول چند دهه گذشته،پیشرفت‌ها درفناوری‌های توالی‌یابی ‌به در دسترس قرارگرفتن ژنوم‌های میکروبی بسیاری درجامعه تحقیقاتی جهانی منجر شده است.پژوهشگران این مطالعه، به‌طور قابل‌توجهی تنوع تخمینی باکتری‌ها و آرکی‌ها را گسترش دادند. با وجود تنوع فیلوژنتیکی (تبارزایی‌شناسی) به‌عنوان معیاری برای تنوع زیستی، آنها از پنج ژن نشانگر رمزگذار پروتئینی محافظت‌شده جهانی در نزدیک به دو میلیون ژنوم استفاده کردند‌؛ از جمله ایزوله‌ها، ژنوم‌های مونتاژ شده با متاژنوم (MAGs) با امتیازهای کیفی متفاوت که ژنوم‌های بالقوه را نشان می‌دهند و همچنین نزدیک به ۴۴هزار متاژنوم.تمام داده‌ها در مجموعه بانک ژن مرکز ملی اطلاعات بیوتکنولوژی (NCBI) و در پایگاه داده ژنوم‌ها و میکروبیوم‌های میکروبی مجتمع JGI در دسترس عموم قرار دارند. 
این تیم درتجزیه وتحلیل خوددریافتند که ژنوم‌های باکتری‌های ایزوله شده، ۹.۷۳درصد از کل تنوع تخمینی مجموعه داده‌های موجود را نشان می‌دهد.تلاش‌ها برای بازیابی MAGها با استخراج مستقیم داده‌ها از نمونه‌های محیطی در طول سال‌ها، تنوع شناخته‌شده ژنوم‌های میکروبی را به‌طور قابل‌توجهی گسترش داده است، که تقریبا ۴۹‌درصد از کل تنوع باکتریایی برآورد شده را تشکیل می‌دهد. این تیم به‌طور محافظه‌کارانه تخمین زد که حدود ۴۲ درصد از تنوع باکتری‌ها هیچ‌گونه نمایش ژنومی در پایگاه‌های داده عمومی ندارند.در تجزیه و تحلیل مشابهی برای آرکی‌ها، تیم پژوهشی دریافت که تنوع ژنوم‌های ایزوله شده تنها ۶.۵۵درصد را نشان می‌دهند در حالی که MAGها حدود ۵۷ درصد از تنوع تخمینی مجموعه داده‌های موجود را تشکیل می‌دهند. این آمارها نشان می‌دهد که هنوز ۳۶درصد از تنوع آرکی‌ها بدون نمایش ژنومی باقی‌مانده است.سشادری معتقد است سنگ محک واقعی برای دانشمندان، باکتری‌های ایزوله شده و کمبود داده‌های مرتبط با آنان بوده و یافته‌های این پژوهش به نوعی یادآوری فوریت برای کشت گونه‌های میکروبی جدید است.