Ricomporre il puzzle delle sequenze genomiche microbiche. Credito:KyotoU Global Comms/Yusuke Okazaki
Parte della ricerca dell'umanità per comprendere meglio noi stessi è capire cosa costituisce la composizione genetica dei microrganismi nel nostro ambiente.
Attraverso l'analisi metagenomica, che aggira la coltura per consentire l'estrazione di informazioni genomiche, dai microbi ambientali, gli scienziati potrebbero essere sempre più vicini a svelare i segreti della diversità microbica.
L'ostacolo principale con questa ricostruzione dei genomi assemblati nel metagenoma (o MAG) è tuttavia la capacità di distinguere tra genomi strettamente correlati di microrganismi che coesistono nell'ambiente.
Ora, un team di ricercatori guidato dall'Università di Kyoto ha fatto un ulteriore passo avanti, sviluppando un metodo che rileva in modo completo la diversità genomica intraspecie, o microdiversità, del DNA batterico incolto.
"La capacità di questo metodo MAG potenziato di rilevare variazioni precedentemente trascurate ci consente di studiare le informazioni genomiche concentrandoci sulla sequenza del DNA e sui tratti strutturali del genoma", afferma l'autore principale Yusuke Okazaki.
Lo spettro della microdiversità nei genomi batterici ambientali è risultato essere più ampio del previsto. Mentre alcune specie mantengono popolazioni simili a cloni, altre mostrano una diversità così ampia che sfida in modo significativo la ricostruzione delle sequenze di DNA. A tal fine, l'identificazione della microdiversità è fondamentale per comprendere l'ecologia e l'evoluzione microbica.
"Poiché la maggior parte dei microbi nell'ambiente è difficile da coltivare, l'identificazione della microdiversità tra i microbi ambientali è limitata", afferma Okazaki.
Per affrontare questo problema, il team ha adottato un approccio in tre fasi, iniziando con un campionamento metagenomico completo di un ecosistema, mirando a gruppi di batterio-plancton campionati a due diverse profondità nell'arco di dodici mesi in una stazione pelagica sul lago Biwa.
Nelle fasi successive, le microvarianti genomiche sono risultate essere incongruenze tra la sequenza genomica assemblata e le letture di sequenziamento del DNA preassemblate.
"Questo studio apre il futuro della genomica ad alta risoluzione nell'ecologia microbica, aiutandoci a risolvere ciò che sembra essere lo stesso ma in realtà è diverso", afferma l'autore.
Il documento, "Esplorazione a livello di ecosistema, risolta a lettura lunga, del nucleotide e della microdiversità strutturale dei genomi del batterioplancton del lago", è apparso l'8 agosto 2022 su mSystems . + Esplora ulteriormente
