Команда Йорка выкопала квадратный метр обочины на территории университетского городка в поисках бактерии под названием Rhizobium leguminosarum. Название означает «корнеплод бобовых», и эти бактерии являются фабриками по производству естественных удобрений, которые извлекают азот из воздуха и делают его доступным для гороха, бобов, клевера и их диких родственников.В лаборатории команда извлекла бактерии из корней растений и установила 72 отдельных штамма.
Они определили последовательность ДНК генома каждого штамма. Их исследование, опубликованное в Open Biology, показывает, что каждый из этих 72 штаммов уникален — каждый имеет разные гены и способен расти на разных источниках пищи.
Люди уникальны, потому что каждый из нас наследует половину наших генов от матери и половину от отца, но бактерии размножаются путем бинарного деления, создавая двух идентичных дочерей. Но в чем бактерии хороши, так это в передаче пакетов генов от одной клетки к другой. Именно этот процесс горизонтального переноса генов сделал каждый ризобий уникальным.
«Мы можем рассматривать бактериальный геном как состоящий из двух частей», — говорит профессор Янг. "Основной геном выполняет основные функции по хозяйству и во многом одинаков для всех представителей вида, в то время как дополнительный геном имеет пакеты генов, которые не являются необходимыми для работы клетки, но могут быть очень полезны для решения некоторых аспектов жизнедеятельности клетки. реальный мир.«Бактерии похожи на смартфоны. Каждый телефон поставляется с завода со стандартным оборудованием и операционной системой (основной геном), но приобретает уникальную комбинацию возможностей с помощью приложений (дополнительных генов), загружаемых через Интернет (путем горизонтальной передачи генов)».Мы все больше осознаем жизненно важную роль, которую играют бактериальные сообщества, например, в нашем кишечнике или на корнях растений.
Многие исследователи использовали вариации стандартного основного гена для составления списков видов в сообществе, но новое исследование показывает, что списка названий недостаточно.«В вашем городе может быть 300 человек по имени Пекарь, но вы не можете предположить, что 300 человек пекут хлеб», — объясняет профессор Янг.
Возможно, приложив больше усилий по секвенированию, посмотреть на все гены в бактериальном сообществе — подход, называемый «метагеномикой», — но чтобы понять, как они функционируют, нам также необходимо знать, какие гены встречаются вместе в одной и той же бактерии. Это новое исследование помогает нам понять, как собираются бактериальные геномы.