Undersøgelse afslører stor mangfoldighed af havmikrober

Avancerede molekylære teknikker har afsløret mangfoldigheden af ​​en lidt forstået gruppe af havmikrober kaldet protister, ifølge en ny publikation i Videnskabelige rapporter . Projektet analyserede prøver indsamlet af den globale Tara Oceans -ekspedition, dokumentere genomer, der vil hjælpe forskere med at identificere protister i hele havet.

"Så mange havprotister kan ikke dyrkes i laboratoriet, så vi må finde måder at forhøre dem i deres miljø, "sagde Mike Sieracki, hovedforfatter af undersøgelsen. "Hver dråbe havvand indeholder mikrobielle økosystemer, vi ved meget lidt om, og det er presserende vigtigt at forstå dette grundlæggende økosystem på vores havplanet, Jorden, og hvordan det reagerer på ændringer. "

Protister danner nogle af havets mest komplekse forhold til andre medlemmer af det mikrobielle fødevæv, herunder parasitisme og tilgang til spisning, der kombinerer både fotosyntese og predation. Forskergruppen analyserede protister fra hele Det Indiske Ocean og Middelhavet ved hjælp af encellede genomics, en række molekylære teknikker, der afslører de individuelle cellers genetiske tegninger. Dette er første gang, at denne tilgang er blevet anvendt på hele mikrobielle samfund fra forskellige steder.

Sieracki er i øjeblikket programdirektør i biologisk oceanografi ved National Science Foundation. Han udførte denne forskning, mens han arbejdede som seniorforsker ved Bigelow Laboratory for Ocean Sciences, hvor han var med til at grundlægge instituttets Single Cell Genomics Center. Forskerne brugte centerets avancerede teknologi til individuelt at sortere og analysere protisterne, afslører genetisk kode, der aldrig var blevet identificeret før.

"Protister er havets mest talrige rovdyr, alligevel ved vi stadig meget lidt om, hvem de er, og hvad de gør i naturen, "sagde Ramunas Stepanauskas, en senior forsker og direktør for Single Cell Genomics Center. "Vi begynder at afsløre det fulde omfang af mangfoldigheden og de økologiske roller i disse fascinerende komponenter i marine økosystemer."

Forskerne dokumenterede over 900 enkeltcellegener, som forskere rundt om i verden vil kunne referere til, når de i fremtiden identificerer protister. Dette afgørende trin vil hjælpe forskere med at kortlægge mikrobielle samfund ved hjælp af metagenomics, en kraftfuld måde til samtidig at analysere hele fællesskaber.

Projektet, finansieret af National Science Foundation, repræsenterer også et vigtigt fund og en betydelig produktion af Tara Oceans -ekspeditionen. Denne sejlads tog en prøve fra det globale hav mellem 2009 og 2013, tage et øjebliksbillede af de mikrobielle samfund, der trives rundt om i verden og fange den utrolige variation i planktonisk liv. Sieracki og Nicole Poulton, en anden forfatter på papiret, begge sejlede på ekspeditionen som ledende forskere.

"Protister er nogle af de næste store ubekendte ude i det åbne hav, sagde Poulton, forsker ved Bigelow Laboratory og direktør for Facility for Aquatic Cytometry. "Selvom de er meget mindre rigelige end bakterier, vi finder ud af, at undersøgelse af protister afslører meget mere kompleksitet inden for marine økosystemer. "

Bigelow Laboratory huser prøverne indsamlet af Tara Oceans -ekspeditionen til enkeltcelleanalyse. Poulton håber at bruge de samme teknikker til at udforske protister fra andre havområder, gradvist udfylder hullerne i vores viden om havet og hjælper andre forskere med at kortlægge mikrobielle samfund mere detaljeret.

"Enkeltcellets genomik har givet os mulighed for at fange og forstå biodiversiteten i havet på et meget andet niveau end det, der tidligere var tilgængeligt, "Poulton sagde." Disse genomer giver os mulighed for at lære, hvordan disse vigtige mikrober fungerer i deres miljø. "