Naukowcy przeprowadzili sekwencjonowanie genomu tropikalnego organizmu morskiego
Niemieccy i amerykańscy naukowcy z powodzeniem przeprowadzili sekwencjonowanie genomu Lyngbya majuscula (L. majuscula), tropikalnego organizmu morskiego zdolnego do wytwarzania substancji, które można wykorzystać do leczenia schorzeń człowieka, takich jak choroby neurozwyrodnieniowe i nowotwory. Wyniki badań opisano w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Cyjanobakterie nitkowate z rodzaju Lyngbya odgrywają kluczową rolę w globalnym obiegu węgla, bowiem na ich aktywności korzystają ekosystemy raf koralowych, które w ten sposób mogą tworzyć dominujące okrywy i wpływać na kondycję innych, współwystępujących organizmów. Niemniej należy zauważyć, że kiedy szczepy te zakłócają zdrowy rozwój rafy koralowej, mogą powodować problemy skórne u ludzi, które eksperci nazywają "wysypką pływaków". Szczepy Lyngbya stanowią również doskonałe źródło bioaktywnych metabolitów wtórnych. Z drugiej strony ich kwitnienie może być niebezpieczne dla innych form życia na naszej planecie. Rzecz, która nie jest powszechnie znaną to potencjał tych szczepów, a niewystarczające informacje genetyczne na ich temat obok ich powiązań z innymi bakteriami wprawiły wielu naukowców w konsternację, co do ich możliwości bądź ich braku. Nowe informacje mogą pomóc naukowcom w opracowaniu naturalnych środków leczniczych. "Te związki chemiczne zyskały ogromne zainteresowanie z powodu swojego farmaceutycznego i biotechnologicznego potencjału, niemniej znane są również z toksyczności dla środowiska i zagrożeń dla ludzi, dzikich zwierząt i żywego inwentarza" - czytamy w artykule. Dzięki tym pracom, które objęły amplifikację genomu pojedynczej komórki i profilowanie metaboliczne, ujawniła się złożona sieć genów. To skłoniło zespół do założenia, że organizmy te są zdolne do adaptacji do zmiennych warunków środowiska morskiego. Wyniki wskazały również na wiele słabości szczepu. Zespół twierdzi na przykład, że L. majuscula nie ma genów niezbędnych do wiązania azotu, wbrew pojawiającym się opracowaniom wskazującym, iż ten gatunek wiąże azot. "Możliwe, że szczep L. majuscula, o którym donoszono, że wiąże azot, mógł zostać nieprawidłowo zidentyfikowany, ponieważ wzrokowo jest bardzo podobny do innych gatunków cyjanobakterii nitkowatych, a my odkryliśmy, że jednak nie wydaje się posiadać zdolności do samodzielnego wiązania azotu" - zauważa Emily Monroe, współautorka artykułu i stypendystka ze stopniem doktora z amerykańskiego laboratorium Gerwick przy Instytucie Oceanograficznym Scripps, który stanowi część Centrum Biotechnologii i Biomedycyny Morskiej (CMBB). "Ta cecha mogłaby stanowić rozróżnienie między szczepami słodkowodnymi a morskimi, obecnie opisywanymi jako Lyngbya." Mimo tych bezprecedensowych odkryć, potrzebne są dalsze badania. Naukowcy byli w stanie zanalizować ponad 250 związków chemicznych przypisywanych morskim szczepom Lyngbya, z których około 75% kojarzonych jest z L. majuscula. Zespół odkrył również, że ten szczep wytwarza zaledwie kilka naturalnych produktów. "Ten konkretny szczep nie wytwarza aż tylu (produktów naturalnych), jak sądziliśmy, co pokazuje, że wiele interesujących molekuł odkrytych do tej pory jest prawdopodobnie rozrzuconych wśród wielu organizmów" - wyjaśnia naczelny autor dr Adam Jones z CMBB. "Wniosek jest taki, że nie wszystkie morskie szczepy Lyngbya są takie same." Jak mówi koordynator projektu, Lena Gerwick z CMBB: "To może zmienić sposób patrzenia na obiekty w tej dziedzinie i wyposaża nas w nowe sposoby identyfikowania organizmów. Być może będziemy w stanie odwrócić sytuację i wykorzystać wytwarzane przez nie związki chemiczne jako nowy sposób ustalania ich gatunku." Wkład w badania wnieśli naukowcy z niemieckiego Uniwersytetu we Freiburgu, Instytutu Genetyki Molekularnej im. Maxa Plancka (MPI) i Kolońskiego Centrum Genomu przy Instytucie Hodowli Roślin im. Maxa Plancka (MPI).Więcej informacji: PNAS: http://www.pnas.org/ Instytut Oceanograficzny Scripps przy Centrum Biotechnologii i Biomedycyny Morskiej (CMBB): http://cmbb.ucsd.edu/
Kraje
Niemcy, Stany Zjednoczone