Ученые научились изучать бактерии по ДНК из единственной клетки

Ученые научились изучать бактерии по ДНК из единственной клетки

Группа биологов из Австралии, Германии, Канады и США поставила на поток выделение ДНК и прочтение генома из всего одной бактериальной клетки. Новый метод позволил ученым проанализировать 201 вид бактерий, каждый из которых никогда не удавалось культивировать в лаборатории. Статья ученых, опубликована в журнале Nature, а ее краткий пересказ приводит Nature News.

Микробиологи исследовали девять образцов, взятых в различных условиях: от подземных вод из золотой шахты в Южной Дакоте и гейзеров до жидкости из химического реактора на заводе в Мехико. Ученые выделили из образцов фрагменты ДНК, размножили их при помощи полимеразной цепной реакции, а затем проанализировали методом дробовика (шотган-секвенированием). Все эти этапы как таковые были известны и раньше, но ученые смогли добиться ранее недоступного сочетания точности и чувствительности с широтой охвата. Если раньше удавалось читать по одной клетке ДНК какого-то одного вида, то в новой работе речь идет уже о десятках видов бактерий на образец. В одном образце может быть несколько десятков разных видов бактерий.

Прочтение геномов бактерий без предварительного культивирования микроорганизмов в лаборатории позволило исследователям определить ряд их особенностей. Биологи обнаружили несколько бактерий с уникальными свойствами: например, один из микроорганизмов использует комбинацию нуклеотидов UGA не в качестве стоп-кодона (места прекращения трансляции РНК), а в качестве кодона, обозначающего аминокислоту глицин. Другая бактерия оказалась обладателем типичного для архей фермента, катализирующего синтез пуринов, а трое из представителей архей, напротив, оказались обладателями типичных для бактерий сигма-факторов, необходимых для синтеза РНК белков. Эти данные говорят о том, что граница между двумя царствами, архей и бактерий, далеко не столь однозначна, как считалось ранее.

По оценкам экспертов, не вовлеченных в новое исследование, новый метод может быть охарактеризован как революционный. Большинство бактерий не удается культивировать в лабораторных условиях, поэтому все традиционные методы исследования оказываются бесполезными. Появление методов молекулярно-генетического анализа привело к открытию «микробной темной материи», однако без должного повышения чувствительности и снижения стоимости прочтения генома эти организмы все равно оставались недоступны для изучения.

Источник: lenta.ru

Похожие новости:
Японцы научились выбраковывать дефектные стволовые клетки
Ученые из Центра прикладных исследований индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS-клеток) Киотского университета (Kyoto University, Япония) под руководством нобелевского лауреата, профессора Синъи Яманаки (Shinya Yamanaka), нашла способ выбраковки дефектных стволовых клеток, из которых развивается раковая опухоль. Как сообщает ..
2013-11-19 1225 0 Технология
0
В США научились выращивать репродуктивные органы
Американские ученые из Института регенеративной медицины научились выращивать искусственные пенисы. Они долгое время проводили опыты над кроликами, а теперь готовы поэкспериментировать с людьми, которые пережили операции, получили травму или родились с физическими недостатками, передает The Guardian. Ученые планируют провести ..
2014-10-06 1686 0 Технология
2
Стволовые клетки кожи помогут вылечить облысение
Ученые из Института Макса Планка в Кельне нашли новый способ получения стволовых клеток, который можно использовать для борьбы с облысением, а также для уменьшения количества экспериментов над животными. Применяя разработанный метод, биологи сумели вырастить кожу мышей в чашке ..
2016-12-21 3550 0 Технология
0
Ученые из США создали универсальный антибиотик
Огромное количество антибиотиков, существующих в мире сегодня, обладают одним общим недостатком - бактерии к ним со временем приспосабливаются. Но теперь, похоже, группе исследователей из Северо-восточного университета Бостона в США во главе с профессором Кимом Льюисом, эту проблему удалось решить, разработав универсальный антибиотик, ..
2013-11-14 1229 0 Технология
0
Созданы антибактериальные зубные импланты
Ученые разработали уникальный материал, уничтожающий до 99% бактерий в ротовой полости. Современная медицина позволяет заменить человеку какие-либо фрагменты тела. Всё это делается с помощью 3D-принтера. Специалисты из нидерландского Университета Гронингена напечатали особые зубные имплантаты, обладающие антибактериальными свойствами. Человек, ..
2015-11-03 1188 0 Технология
1
Бактерии превратили в аналоговые запоминающие устройства
Американские ученые превратили бактерии в запоминающие устройства, изменив геном кишечной палочки. Память на них долго хранится, легко извлекается и стирается, что делает ее идеальным инструментом для датчиков экологического и медицинского мониторинга. О новой технологии сообщается в журнале Science. Предыдущие попытки хранить ..
2014-11-14 846 0 Технология
0
Бактерии стали курьерами для доставки радиоактивности в опухоли
Ученые из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна в Нью-Йорке предложили использовать бактерии Listeria monocytogenes для целенаправленной доставки радиоактивных изотопов в раковые клетки. Работа с описанием методики опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, а ее краткое содержание приводят Nature ..
2013-04-23 823 0 Технология
0
Ученые предложили взрывать бактерии при помощи наночастиц
Физики и химики из Дании, Бразилии и США предложили новый способ уничтожения бактериальных клеток. По мнению специалистов, их можно взрывать с помощью специальных наночастиц. Результаты исследований авторов доступны в форме препринта в каталоге arXiv.org, а кратко с ними можно ознакомится на сайте ..
2014-09-04 1018 0 Технология
0
Биологи научились программировать ГМО-бактерии
Инженеры из Массачусетского технологического института разработали язык ДНК-программирования, который позволит человеку без углубленных знаний биологии создавать бактерии с желаемыми свойствами. Статья с результатами работы опубликована в ведущем научном журнале Science.Целью ученых было создание удобного инструмента ..
2016-04-03 1154 0 Технология
1
Созданы искусственные регенерирующие стволовые клетки
Ученые из Университета штата Северная Каролина совместно с китайскими исследователями создали искусственные стволовые клетки, предназначенные для восстановления сердечных мышц. Статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature Communications.Биотехнологи изготовили имитирующие клетки наночастицы из биоразлагаемого полимера гликозилированной ..
2016-12-30 3495 0 Технология
0
Наночастицы научились обманывать иммунную систему
Исследователи из университета Пенсильвании научились защищать предназначенные для доставки лекарств наночастицы от действия макрофагов, снабдив их соответствующим пептидом из системы распознавания «свой»-«чужой». Работа опубликована в журнале Science, а ее краткое содержание приводит ScienceNow. Для защиты наночастиц ученые использовали последовательность белка CD47, который содержится ..
2013-02-22 1192 0 Технология
0
Ученые придумали очищать воду ультрафиолетовыми лучами
Обработка воды ультрафиолетовыми лучами или посредством ультрафиолетовой мембраны признана одним из наиболее эффективных способов водоочистки. Технология обеззараживания воды с помощью ультрафиолета заключается в прохождении особых фотохимических реакций, в результате которых клетки микроорганизмов, находящихся в воде, серьезно ..
2012-04-19 1541 0 Технология
0
Наномагниты помогут изучать клеточные контакты
Ученые создали устройство, которое позволяет одновременно управлять натяжением мембран у тысяч исследуемых клеток. Работа опубликована в журналеNature Methods, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте Калифорнийского университета в Лос-Анджелисе. Основой устройства является подложка из микроскопических управляемых магнитов, на которые наносятся ..
2012-10-16 900 0 Технология
0
Американские биоинженеры создали бактерии-компьютеры
Американские биоинженеры создали бактерии-компьютеры, способные обрабатывать информацию и хранить ее в своем генетическом коде. Они реагируют на входящие из окружающей среды сигналы и выполняют определенные действия, например, вырабатывают белок определенного вида. По сути, новая сложная бактерия является примитивным ..
2013-03-8 1260 0 Технология
0
Биологи создали "идеальный" микроб с простейшим набором генов
Биологи создали микроб Syn 3.0, ДНК которого включает в себя всего 473 гена, при этом предназначение 149 из них на данный момент неизвестно. Для сравнения, которое приводит ZN,ua, человеческий геном включает в себя 20-25 тысяч генов, а микроб Mycoplasma genitalium содержит всего ..
2016-03-28 1057 0 Технология
0