Okeani su i dalje najneistraženiji deo naše planete. Raznovrsnost velikih organizama u Arktičkom okeanu je istražena na mnogo načina, ali nedostaju istraživanja o raznolikosti arktičkih mikroorganizama. Jedan od problema, osim nepristupačnosti, jeste dobijanje mikrobne DNK visokog kvaliteta: kada se radi sa prirodnim uzorcima, DNK se često degradira — dobija se u malim količinama i može da sadrži inhibitore koji ometaju sekvenciranje.
Danas postoji mnogo metoda za izolovanje mikrobne DNK, ali one nisu direktno optimizovane za morske uzorke. Odsustvo razumljive, dokazane metodologije za ovaj zadatak usporava proučavanje morskih mikroorganizama. Ali upravo ove studije podstiču potragu za novim genima odgovornim za sintezu antibiotika ili enzima genetskog uređivača.
Istraživački tim iz Skolteha, Moskovskog državnog univerziteta i drugih vodećih naučnih organizacija, na čelu sa šefom Laboratorije za analizu metagenoma Artemom Isajevim, identifikovao je najefikasnije komplete za izolaciju DNK iz različitih vrsta morskih uzoraka i predstavio rezultate u novom rad objavljen u Scientific Reports.
Vode severnih mora Rusije dugo su ostale neistražene. „Ovo je teško dostupno područje, ali veoma raznoliko, pa smo se posebno fokusirali na Pacifik i Arktički okean. Zajedno sa Centrom za istraživanje mora Moskovskog državnog univerziteta organizovali smo ekspedicije i prikupili tri vrste uzoraka: morsku vodu i sedimenata, kao i uzoraka beskičmenjaka“, rekla je vodeći autor rada Alina Demkina, viši tehničar u Skoltechovoj Laboratoriji za analizu metagenoma.
Prema istraživačima, iako se metagenomska istraživanja aktivno razvijaju, još uvek ne postoje zajednički kriterijumi ili standardi za rad sa morskim uzorcima. „Prirodni uzorci su veoma specifični. Naš cilj je bio da izolujemo visokokvalitetni DNK, omogućavajući sekvenciranje dugog čitanja. Pokazalo se da ne postoji standardna tehnika pogodna za svaku vrstu morskog uzorka.
„Kreiranje od nule je veoma dug, skup i dugotrajan zadatak, pa smo se fokusirali na gotove komercijalne komplete i proverili koji od njih može da da najkvalitetniji rezultat za različite vrste morskih uzoraka“, podelila je Darja Slonova, koautor i mlađi naučnik u Skoltechovoj Laboratoriji za analizu metagenoma.
Istraživači su testirali osam kompleta za izolaciju DNK. Za svaku kombinaciju kompleta i uzorka, izmerili su količinu prečišćene DNK, stepen njene fragmentacije, prisustvo zagađivača koji inhibiraju PCR, mešavinu eukariotske DNK, alfa raznovrsnost i reproducibilnost rezultujućeg sastava zajednice na osnovu 16S. sekvenciranje rRNA amplikona.
Naučnici su takođe identifikovali kitome – sastav mikrobnih taksona koji mogu biti prisutni u reagensima koji se koriste za izolaciju DNK. Ovo je posebno važno, pošto su vode severnih mora prilično siromašne mikrobima, pa čak i mala primesa kontaminirajuće DNK može uticati na analizu.
„Članak daje preporuke naučnicima o tome koje metode su najpogodnije za izolaciju visokokvalitetnog DNK iz morskih uzoraka“, nastavila je Alina Demkina. „Istraživači će naučiti koji kompleti su pogodni za svaku konkretnu vrstu uzorka, u zavisnosti od ciljeva njihovog rada“, podržala je Darja Slonova.
