Faire pousser des germes dans une boîte de Pétri est assez simple – essuyez tout avec un coton-tige, laissez-le dans une pièce chaude pendant quelques jours et vous avez terminé! Vous vous êtes fait de nouveaux amis à fourrure.
Mais les types de microbes que vous pouvez cultiver dans une boîte de Pétri ne sont qu'une infime fraction de bactéries, archées et autres micro-organismes qui se sont installés sur l'écouvillon – uniquement ceux qui conviennent aux conditions dans lesquelles vous les avez cultivés.
La grande majorité d'entre eux n'aiment pas l'environnement que nous pouvons leur offrir et ne pousseront donc pas docilement dans une boîte de Pétri.
Aujourd'hui, une équipe internationale de chercheurs a découvert 12 556 nouvelles espèces de bactéries et archées qui n'ont jamais été cultivées en laboratoire en utilisant une nouvelle technique appelée métagénomique.
«Nous avons pu reconstruire des milliers de génomes dérivés de métagénomes (MAG) directement à partir d'échantillons environnementaux séquencés sans avoir besoin de culture microbienne en laboratoire», a déclaré Stephen Knifach, généticien et auteur de l'étude au Joint Genome Institute du Département américain de l'énergie.
“Ce qui distingue vraiment cette étude des précédentes, c'est la remarquable diversité écologique des échantillons que nous avons analysés.”
L'équipe a eu accès à une énorme base de données de plus de 10 000 métagénomes, un terme désignant tout le matériel génétique provenant d'échantillons environnementaux. Tout ADN qu'ils peuvent extraire est cloné puis séquencé à l'aide de minuscules brins du génome avant que les scientifiques n'essaient à nouveau de combiner ces courts fragments d'ADN.
C'est comme essayer de reconstituer un puzzle qui a été mélangé, mais en utilisant une technique appelée “ binning '', l'équipe a pu reconstituer 52515 MAG à partir des données – beaucoup d'entre eux sont de haute qualité et ont tous plus de 50% du génome complet.
Ce n'est pas la première fois que des scientifiques découvrent des microbes en utilisant la métagénomique – ils ont découvert 16 virus géants en 2018, et en 2017, en utilisant de nouvelles méthodes, ils ont découvert 20 nouvelles branches évolutives sur l'arbre de vie.
Mais dans ce nouveau travail, les chercheurs ont tenté d'analyser des échantillons provenant d'un large éventail de domaines pour combler certaines des lacunes de nos connaissances sur les microbes.
Carte cohérente de l'emplacement et des types de MAG. (Naifach et al., Nature Biotechnology, 2020).
“ Nous avons effectué un assemblage métagénomique et un binning sur 10450 métagénomes répartis dans le monde à partir de divers habitats, y compris l'océan et d'autres environnements aquatiques, les environnements associés aux humains et aux animaux, ainsi que le sol et d'autres environnements terrestres, afin de récupérer 52.515 MAG, '' la génétique.
«Le catalogue élargit la diversité phylogénétique connue des bactéries et des archées de 44%.
Lorsque les scientifiques ont examiné les génomes des isolats, les MAG des études précédentes et les génomes des cellules individuelles, ils ont constaté que 12 556 des 50 000 MAG n'avaient jamais été séquencés auparavant.
Maintenant, il est important de noter que ces génomes ne sont pas aussi bons que ce que vous obtiendriez en cultivant des bactéries et des archées dans un laboratoire, puis en les séquençant. Le processus de fusion peut mélanger des parties du génome entre des espèces bactériennes, et des fragments du génome seront souvent manquants; sans la capacité de cultiver de telles espèces dans un laboratoire, mais c'est toujours un excellent moyen de détecter les microbes dans le monde qui nous entoure.
La recherche a été publiée dans Nature Biotechnology.
Sources: Photo: (Rodolfo Parulan Jr / Getty Images)
