Учёные завершили первую фазу проекта Микробиома Земли (The Earth Microbiome Project, EMP). Задачей проекта является составление наиболее полной картины биоразнообразия микроорганизмов на нашей планете. Новая база данных доступна на сайте earthmicrobiome.org, сообщает «N+1» со ссылкой на «Nature».
Сейчас в рамках проекта идёт около ста параллельных исследований. В ходе первой фазы было собрано и проанализировано 27 тысяч образцов из всевозможных сред обитания. Этот сбор продолжался в течение семи лет и затронул 43 страны на всех семи континентах.
Совокупность микроорганизмов, живущих в определенной среде и представляющих собой экологическое сообщество, называется микробиомом. Этой средой может быть участок почвы, водоём, воздушное пространство или, например, кишечник или кожа животных. В микробиом могут входить бактерии, археи, простейшие, одноклеточные грибы и вирусы, однако в каждом конкретном исследовании обычно уточняется, о какой именно группе идет речь. В рамках проекта EMP ученые подвергли метаанализу наиболее многочисленную и разнообразную группу микроорганизмов (не считая вирусов), включающую бактерий и архей.
Учёные стремятся понять, как устроены микробные сообщества на планете и какие законы определяют их структуру и разнообразие. Для этого они проанализировали гены рибосомальных 16S РНК в 27,751 образцах со всего мира и получили более двух миллиардов «прочтений» их ДНК (DNA sequence reads). В результате было получено более 300 тысяч уникальных последовательностей 16S РНК, из которых почти 90% ранее не было известно.
По словам авторов, новая база данных в сравнении с предыдущими возможностями идентификации микробов аналогична сравнению Facebook с бумажной телефонной книгой.
Выяснилось, что тип среды гораздо сильнее влияет на биоразнообразие микробиома, чем, например, географические факторы и многие другие экологические параметры. Так, микробиомы кожи китообразных (китов и дельфинов) и кожи рыб имеют гораздо больше сходства между собой, чем с микробиомами, например, окружающих вод. В свою очередь, микробиомы соленой воды и пресной воды различаются, но все равно больше похожи друг на друга, чем на микробиомы кожи каких-либо водных животных. В целом все микробиомы «свободных» сред оказались, как и ожидалось, гораздо более разнообразными, чем микробиомы каких-либо «хозяев».
Ученые сообщают, что полученные данные о биоразнообразии организмов в разных средах позволяют теперь, проанализировав состав и количественное соотношение разных представителей микробиома, в 90% случаях верно определять среду, из которой он был получен. Такой «инструмент» может быть полезен, например, в криминалистике, полагают они.
В дальнейшем исследователи планируют продолжать сбор данных и более полномерно изучать влияние на разнообразие микробиомов разных параметров среды, в том числе высоты над уровнем моря, pH и температуры.
