Биологи обнаружили невидимую половину кишечной микрофлоры

Новый алгоритм для анализа генетических данных показал, что общая длина ДНК разных бактерий, обитающих в кишечнике человека, достигает 1,3 миллиарда пар нуклеотидов. Примерно половина из этих генов относятся к пока не установленным видам микроорганизмов. Об этом исследователи Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) пишут в статье, опубликованной журналом Cell Systems.

Кишечные бактерии
© Bowenworksinlondon

Чем полнее мы понимаем роль, которую играет кишечная микрофлора в работе всего нашего организма, тем опаснее выглядят последствия ее ослабления или изменения видового состава. С другой стороны, даже оценка естественного многообразия микрофлоры остается сложной проблемой. Такие сведения дает анализ метагенома — всего разнообразия генов микроорганизмов, населяющих эту экологическую нишу.

Для этого ученые секвенируют всю ДНК, которую удается обнаружить в образце: молекулы гидролизуют на случайные фрагменты разной длины, для которых затем можно выяснить нуклеотидную последовательность и, наконец, сложить в целые цепочки геномов. Секвенирование на основе более длинных фрагментов позволяет получить максимально точные и полные результаты, но использование коротких фрагментов проще, дешевле и быстрее, поэтому исследователи применяют оба подхода.

Биоинформатики из Центра алгоритмической биотехнологии Института трансляционной биомедицины СПбГУ Павел Певзнер и Антон Банкевич создали математический алгоритм, позволяющий объединить данные, полученные при секвенировании короткими и длинными фрагментами, и оценить «белые пятна», которые выпадают из поля зрения обоих методов.

Авторы продемонстрировали работу алгоритма применительно к данным метагенома кишечной микрофлоры. По их расчетам, общая длина ДНК всех составляющих ее микроорганизмов достигает 1,3 миллиарда нуклеотидов. Для сравнения: метагеном бактерий почвенных вод на порядки больше — около 840 миллиардов нуклеотидов, однако на сегодня известны геномы кишечных микроорганизмов суммарной протяженностью лишь около 656 миллионов нуклеотидов. Ученые заключают, что примерно половина их до сих пор остаются неустановленными.

Источник: chrdk .ru