Разбираем мир микробиологии по кусочкам

Голос одноклеточных

Автор

Sarah Jacks

Сегодня вы часто слышите о множестве микроорганизмов, таких как бактерии, которые положительно и отрицательно влияют на наш мир. Lactobacillus shirota, Staphylococcus aureus, Clostridium botulinum — список “вредных” бактерий можно продолжать бесконечно. Тем не менее, вряд ли кого-то удивит, что мы полагаемся на работу микробов, чтобы защитить себя от болезней, сделать такие продукты питания, как сыр, и даже уничтожить мертвые растения и животных. Но как насчет другого типа существующих микроорганизмов, которые имеют такое же сильное воздействие на окружающую среду, как и бактерии?

Добро пожаловать в королевство протистов: империю неудачников. Ученые классифицируют их как эукариот с огромным разнообразием видов, которые не похожи ни на один бактериальный, растительный, животный или грибковый аналог. Существуют одноклеточные или многоклеточные протисты, большие или маленькие, болезнетворные или первично-продуцирующие.

Источник: Flagellar amoeboid protists – 160x

Ученые изо всех сил пытались раскрыть истинную широту протист с помощью метода, называемого метабаркодирование. Метабаркодирование использует генетический материал (ДНК или РНК) для одновременной идентификации различных таксонов в образце, что особенно полезно для организмов, известные своим разнообразием.

Блок-схема метабаркодирования диатомовых водорослей. eDNA – это ДНК из окружающей среды, из которой ученые взяли образцы, а HTS означает высокопроизводительное секвенирование. Диаграмма показывает, как ученые собирают образцы из окружающей среды, извлекают из них ДНК, используют праймеры, чтобы понять смысл этой ДНК, секвенируют ДНК, затем обрабатывают и, в конечном итоге, идентифицируют разные виды. Источник: Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International

Метабаркодирование показало широкое разнообразие протистов по всему миру. Исследование также подчеркнуло разницу в проистах, обитающих в морской среде и почвенной среде: было найдено совсем небольшое совпадение. Это еще раз подчеркивает широту разнообразия протистов наряду с их различными физиологическими адаптациями. Почвенная среда также богата протистами, и их разнообразие со временем будет только увеличиваться. Фактически, почвенные экосистемы таят в себе такое разнообразие, что в них находится больше не идентифицированных видов, чем в любой морской или пресноводной среде.

Таким образом, метабаркодирование дает возможность увидеть ранее невидимый мир. Тем не менее, эта методика имеет свои недостатки. Например, метабаркодирование может потерпеть неудачу или с трудом идентифицировать определенных протистов, которые живут в необычных средах или отношениях, например, эндосимбионтов.

В целом, метабаркодирование дает возможность для раскрытия, а затем обнаружения разнообразия протистов и их различных функций в естественной среде обитания. Это дает нам больше информации о здоровье человека, изменениях в окружающей среде и эволюции!

Перевод был сделан Марией Мартыновой

Оригинальная статья: Fabien Burki, Miguel M. Sandin, Mahwash Jamy, Diversity and ecology of protists revealed by metabarcoding, Current Biology, Volume 31, Issue 19, 2021

Изображение: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Paramecium.jpg