JCVI科学家破译“生命的暗物质”

自然界中存在大量的微生物，因无法在实验室中培养，而几乎不为人所知，也因此被称为“生命的暗物质”。如今，J. Craig Venter研究所（JCVI）的研究人员利用一种新颖的微型宏基因组学方法，成功获得了“候选TM6门”（Candidate phylum TM6）约90%的基因组。

　　

生物通报道 自然界中存在大量的微生物，因无法在实验室中培养，而几乎不为人所知，也因此被称为“生命的暗物质”。尽管基因组学技术能够从单细胞中扩增DNA，提供关于遗传变异的有趣信息，但通常无法捕获罕见细菌的整个基因组。

如今，J. Craig Venter研究所（JCVI）的研究人员利用一种新颖的微型宏基因组学方法，成功获得了“候选TM6门”（Candidate phylum TM6）约90%的基因组。这项研究成果发表在6月10日的《PNAS》杂志上。

JCVI的科学家、文章的第一作者Jeffrey McLean谈道：“我们本来以为我们能够富集20或100个细胞，这样我们就能获得单个物种的3-4个细胞，重建一个更完整的基因组。这是微生物学的圣杯——我们试图找到方法来分离并测序这些罕见细菌的基因组。”

这种被称为TM6的群体在1996年被首次发现，它是微生物界的一个普通成员，丰富程度低，但是存在于许多水环境中，包括家庭饮用水。McLean及其同事从医院休息室水槽下水管的生物膜上收集了细胞，并利用一种自动化的单细胞基因组平台对细胞分类。研究小组从分类后的细胞中扩增了DNA，并创建出微型宏基因组（mini-metagenome）。

McLean表示：“一旦我们扩增，我们就能了解反应孔中有什么。在这种情况下，我们能够击中TM6的一些序列。一旦我们做到了这一点，我们就很有可能获得基因组的一部分，从而开展深度测序。”

研究小组重建了这种罕见微生物约90%的基因组，表明这种技术可用于了解生命中暗物质的更多情况。作者报告称，这个TM6基因组表明这种生物很可能是革兰氏阴性的，而且能够在水槽下水管上发现的生物膜或变形虫内部生活。他们计划在其他环境中检验这种技术，如果一切顺利的话，有望解决如何培养TM6及其他罕见物种的问题，以便更好地开展研究。

“这一技术是连接单细胞基因组学和宏基因组学的完美桥梁。我们希望捕捉到更多低丰度的物种，并以前所未有的能力重建它们，”McLean表示。

作者认为，通过这项工作，他们能够鉴定并更好地了解潜在的新兴病原体。（生物通 薄荷）

原文检索

Candidate phylum TM6 genome recovered from a hospital sink biofilm provides genomic insights into this uncultivated phylum.

Published online before print June 10, 2013, doi: 10.1073/pnas.1219809110
PNAS June 10, 2013