对付无法培养的微生物 宏基因组學研究策略[创新技巧]
与大肠杆菌不同绝大多数微生物不能在琼脂板或液体培养基中培养,这使得科学家无法研究它们的生物学、生粅化学以及对生态、健康和疾病的贡献Schloss和Handelsman将无法培养微生物的问题比喻成希腊神话中的戈尔迪之结,并提出了两个基本的解决方案一昰要弄清楚如何培养这些无法培养的东西。二是用利剑斩断这个结这种策略被称为宏基因组学。
说到细菌我们总认为我们了解得不少。其实我们知道的并不多。与大肠杆菌不同绝大多数微生物不能在琼脂板或液体培养基中培养,这使得科学家无法研究它们的生物学、生物化学以及对生态、健康和疾病的贡献
“环境中超过99%的原核生物无法在实验室中培养,这种现象限制了我们对微生物生理学、遗传學和群落生态学的了解”Patrick Schloss和Jo Handelsman在2005年的综述中这样写道1。
Schloss和Handelsman将无法培养微生物的问题比喻成希腊神话中的戈尔迪之结并提出了两个基本的解决方案。一是要弄清楚如何培养这些无法培养的东西二是用利剑斩断这个结,这种策略被称为宏基因组学
宏基因组学,有时也被称為群落基因组学利用DNA测序来确定哪些物种存在,以及它们理论上能做什么这是当今用来研究无法培养微生物的遗传组成的两个策略之┅,另一个是单细胞测序
据美国能源部联合基因组研究所(JGI)微生物基因组计划的领导人Tanja Woyke介绍,宏基因组学与单细胞基因组学是互补的技术JGI的微生物基因组计划资助并开展宏基因组学研究,而实际上大多数JGI申请人都申请资金开展两种分析。单细胞基因组学既昂贵、又繁琐难以应用到大量细胞。但它提供了表型和功能之间的直接联系确定一个特定细胞包含一组特定的遗传指令。
而宏基因组学研究从技术上说更为简单