пятница, 3 февраля 2012 г.

Как найти бактерию в стоге сена, даже если её там нет

Как найти бактерию в стоге сена, даже если её там нетУчёные знают, как восстанавливать бактериальный геном при отсутствии самой бактерии.

Изучение микроорганизмов (да и не только их) рано или поздно упирается в необходимость прочитать геном бактерии: ДНК секвенируется, полученная последовательность с тем или иным успехом разбивается на гены. До сих пор у исследователей было два способа провести эту операцию. Первый — вырастить культуру бактерий нужного вида, чтобы получить достаточное количество её генетического материала. Но это, увы, годится не для всех микроорганизмов: учёные до сих пор не знают, как выращивать многих из них. Второй подход заключается в том, что анализу подвергается вся ДНК, содержащаяся, к примеру, в образце почвы или воды из озера. Из этой кучи вычленяется только та ДНК, которая имеет отношение к интересующему виду бактерий. Но для этого нужно, чтобы этот вид доминировал в сообществе или чтобы его геном (либо геном его ближайшего родственника) уже был прочитан.

Исследователи из Вашингтонского университета (США) создали метод, который позволяет взять неизвестную смесь ДНК и распределить её по видам. Все куски генома, обнаруженные в образце, соединяются в один огромный метагеном. Затем с помощью специальной программы, которую авторы описывают в журнале Science, этот метагеном разбивается на отдельные фрагменты, которые уже вполне можно распределить по организмам. Проблема состояла в том, что ДНК бактерии может быть разорвана на такие фрагменты, принадлежность которых к тому или иному геному установить невозможно. И такая каша может состоять из геномных фрагментов десятков, сотен и тысяч видов. Теперь же их можно сшить воедино, и разработанный алгоритм сумеет в этом лоскутном одеяле увидеть те из них, что относятся к одному и тому же виду бактерии.

Эксперимент показал действенность нового метода: в образце морской воды учёным удалось установить присутствие 14 видов бактерий, при этом в двух случаях получилось составить полный геном. Один из них принадлежал бактерии из группы Euryarchaeota, хотя в использованном образце её ДНК была в меньшинстве (всего около 7,5%). Про Euryarchaeota известно, что они широко распространены среди морских микроорганизмов, но ни одну из них не удавалось вырастить в культуре, не говоря уже о секвенировании генома.

Метод вызвал большой энтузиазм в научном сообществе. Во-первых, таким образом можно изучить микроорганизмы, которые до сих пор не давались в руки исследователям: вырезайте из полученного генома отдельные гены и исследуйте их функции. Во-вторых, это может совершить революцию в представлениях о микробной экологии Мирового океана (да и не только океана). Состав бактериальных сообществ и взаимоотношения между бактериями в естественной среде до сих пор изучены не слишком хорошо. Так, тем же Euryarchaeota приписывают важную экологическую роль ввиду некоторых особенностей метаболизма. Теперь и эти особенности, и их экологические аспекты можно постичь во всех подробностях.

Подготовлено по материалам Вашингтонского университета.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Другие новости науки и техники":

На русском языке издана книга Карла Циммера «Эволюция. Триумф идеи»
О книге известного популяризатора науки Карла Циммера «Эволюция. Триумф идеи», впервые изданной на русском языке, рассказывает доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Палеонтологического института РАН Елена Наймарк. От столь откровенного по форме и смыслу оправдания невежества возникло чувство возмущения и растерянности – «и эти люди учат моих детей!». А всего-то надо было, никак не ...
  (читать дальше)

Протеины со структурными мотивами «цинковый палец» действуют как селективные адаптеры при конструировании ДНК-оригами
ДНК — это не только носитель генетической информации, но и важный строительный материал для наноразмерных структур. Подобно японскому искусству создания фигурок из бумаги, длинные одноцепочечные ДНК могут быть сложены практически в любую желаемую 3D-форму при использовании коротких ДНК-фрагментов. Наноструктуры ДНК могут быть также «оборудованы» специфическими местами-доками для взаимодействия с п...
  (читать дальше)

Четверть сообщений в Twitter можно не читать
Сотрудники Университета Карнеги — Меллона, Массачусетского технологического института и Технологического института Джорджии (все — США) оценили смысловую нагрузку сообщений, передаваемых через Twitter. Для сбора статистики был создан специальный сайт Who Gives a Tweet?. Как выяснилось, только немногим более трети генерируемых в сервисе микроблогов посланий содержит действительно важную информаци...
  (читать дальше)

Криминалисты расширяют временные рамки обнаружения цианидов
Исследователи обнаружили новый биомаркер, который способен расширить временнóе окно надёжного определения факта отравления цианидами при расследовании убийств и других смертельных исходов. Действительность такова, что, кроме самых простых случаев, когда анализ на отравление проводится сразу после смерти, и яд легко обнаруживается во рту или носу, повышенные концентрации цианидов можно зафиксиров...
  (читать дальше)

Google сможет скрывать блоги сервиса Blogger в отдельных странах
Интернет-компания Google, вслед за сервисом Twitter, сможет блокировать доступ к отдельным блогам, создаваемые на сервисе Blogger, по требованию правительств определенных стран мира, пишет Би-би-си. Внедрить подобное нововведение позволили изменения в системе переадресации сервиса. Если пользователь пытается зайти на блог, который не соотносится с его нынешним месторасположением, определяемым по...
  (читать дальше)

Посетители ресторанов читают меню, как книгу
Сибил Янг из Государственного университета Сан-Франциско (США) показала, что посетители ресторанов читают меню, как книгу — то есть последовательно, не задерживаясь на каком-то конкретном месте. Уважаемый читатель скажет: «Ну что за ерунда! Как же ещё можно читать меню?» Но вековые традиции ресторанного бизнеса гласят: в меню есть «горячие точки», куда первым делом падает взгляд посетителя. Имен...
  (читать дальше)

Гейм и Новоселов избавили графеновые транзисторы от утечки электронов
Нобелевские лауреаты Константин Новоселов и Андрей Гейм, работающие в университете Манчестера, разработали метод нейтрализации высоких токов утечки в графеновых транзисторах, что позволит создавать высокоэффективные полупроводниковые микросхемы на основе графена, не беспокоясь о перегреве, говорится в статье, опубликованной в журнале Science. Группа под руководством Новоселова смогла нейтрализов...
  (читать дальше)

Facebook считает российский интернет-рынок перспективным для компании
Крупнейшая в мире социальная сеть Facebook считает российский сегмент интернета перспективным для компании рынком, следует из заявки Facebook на первичное публичное размещение акций на бирже (IPO), поданной в Комиссию по ценным бумагам и биржам США (SEC). "Мы продолжим фокусироваться на увеличении числа пользователей во всех странах, включая крупные рынки с малым проникновением - такие, как Росс...
  (читать дальше)

В опыте зарегистрирована «суббрэгговская» дифракция
Сотрудники Университета Твенте (Нидерланды) провели серию экспериментов, в которых был зарегистрирован неожиданный эффект «суббрэгговской» дифракции. Обычная брэгговская дифракция наблюдается при рассеянии излучения на кристалле — совокупности параллельных атомных плоскостей, отстоящих друг от друга на расстояние d. Это явление можно считать следствием интерференции волн, отражённых от плоскосте...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)