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微生物無處不在,更不用說在我們體內了,但是發現和描述它們並非易事。但事情正在變得容易。正如我去年寫到的,DNA測序技術的進步意味著我們不再侷限於分離單個微生物,在實驗室中培養它們並逐個研究。相反,我們可以從特定環境中分離DNA,然後對其中存在的所有物質進行測序。但是,新期刊《自然·微生物學》上發表的一篇論文表明,分析新微生物種群的最常用方法系統地遺漏了其中很大一部分。
除非您是微生物學家,否則您可能需要了解標題中的兩個術語——“宏基因組學”和“基於擴增子的檢測”的入門知識。我在去年的系列文章中對它們進行了更完整的介紹,但我將簡要回顧一下。對於這種測序方法,一個有用的比喻是走進圖書館並嘗試編目其內容。擴增子測序就像掃描書脊並僅記錄其標題,而宏基因組測序就像瀏覽並記錄所有書籍內的文字。當然,您可以想象哪種方法更容易。
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這個比喻並不完美,因為基因組沒有容易訪問的“標題”。相反,科學家們知道標題通常採用的形式,並且可以使用稱為聚合酶鏈反應或PCR的技術來擴增這些序列。這篇論文表明,科學家們一直在使用的所謂“通用”引物並不像我們想象的那麼通用。這就像我們只一直在尋找以字母開頭的標題,並且在許多情況下完全錯過了奧威爾的《1984》。
Emiley A. Eloe-Fadrosh 及其同事分析了超過 6000 個宏基因組資料集,並檢查了常用微生物引物可以檢測到多少 SSU 基因(用作基因組標題的基因)。他們發現,10% 或更多會被完全遺漏。毫不奇怪,大多數會被遺漏的細菌是新型或至少研究非常不足的物種的成員。
圖 1a - 給定引物會遺漏的宏基因組樣本中微生物的百分比。
不幸的是,解決這個問題的方法並不明顯。作者指出了單細胞和深度宏基因組測序,但是這些技術仍然相對昂貴,尤其是在分析返回的大量資料所需的專業知識和計算基礎設施方面。在功能性地描述這些大量的新細菌方面也存在巨大差距——僅僅因為我們知道它們在那裡,並不意味著我們知道它們是做什麼的。儘管如此,知道它們在那裡是必要的第一步。
