Avancerade molekylära tekniker har avslöjat mångfalden hos en lite förstådd grupp av havsmikrober som kallas protister, enligt en ny publikation i Vetenskapliga rapporter . Projektet analyserade prover som samlats in av den globala Tara Oceans -expeditionen, dokumentera genomer som hjälper forskare att identifiera protister i hela havet.

"Så många havsprotister kan inte odlas i labbet, så vi måste hitta sätt att förhöra dem i deras miljö, "sa Mike Sieracki, huvudförfattare till studien. "Varje droppe havsvatten innehåller mikrobiella ekosystem som vi vet väldigt lite om, och det är angeläget att förstå detta grundläggande ekosystem på vår havsplanet, Jorden, och hur det reagerar på förändringar. "

Protister bildar några av havets mest komplexa relationer med andra medlemmar av den mikrobiella matväven, inklusive parasitism och sätt att äta som kombinerar både fotosyntes och predation. Forskargruppen analyserade protister från hela Indiska oceanen och Medelhavet med hjälp av enstaka cellgenomik, en uppsättning molekylära tekniker som avslöjar de genetiska ritningarna för enskilda celler. Detta är första gången som denna metod har tillämpats på hela mikrobiella samhällen från olika platser.

Sieracki är för närvarande programdirektör i biologisk oceanografi vid National Science Foundation. Han genomförde denna forskning medan han arbetade som senior forskare vid Bigelow Laboratory for Ocean Sciences, där han hjälpte till att grunda institutets Single Cell Genomics Center. Forskarna använde centrumets avancerade teknik för att individuellt sortera och analysera protisterna, avslöjar genetisk kod som aldrig hade identifierats tidigare.

"Protister är havets mest många rovdjur, men vi vet fortfarande väldigt lite om vilka de är och vad de gör i naturen, "sa Ramunas Stepanauskas, en senior forskare och chef för Single Cell Genomics Center. "Vi börjar avslöja hela omfattningen av mångfalden och de ekologiska rollerna för dessa fascinerande komponenter i marina ekosystem."

Forskarna dokumenterade över 900 encelliga genomer, som forskare runt om i världen kommer att kunna referera till när de identifierar protister i framtiden. Detta avgörande steg kommer att hjälpa forskare att kartlägga mikrobiella samhällen med hjälp av metagenomics, ett kraftfullt sätt att samtidigt analysera hela samhällen.

Projektet, finansierad av National Science Foundation, representerar också ett viktigt fynd och betydande resultat av Tara Oceans expedition. Denna seglingsresa tog ett urval av det globala havet mellan 2009 och 2013, ta en ögonblicksbild av de mikrobiella samhällen som trivs runt om i världen och fånga den otroliga variationen i planktonlivet. Sieracki och Nicole Poulton, en annan författare på tidningen, båda seglade på expeditionen som ledande forskare.

"Protister är några av de nästa stora okända ute i det öppna havet, sa Poulton, forskare vid Bigelow Laboratory och chef för Facility for Aquatic Cytometry. "Även om de är mycket mindre rikliga än bakterier, vi upptäcker att undersökning av protister avslöjar mycket mer komplexitet inom marina ekosystem. "

Bigelow Laboratory rymmer proverna som samlats in av Tara Oceans expedition för enkelcellsanalys. Poulton hoppas kunna använda samma tekniker för att utforska protister från andra havsregioner, gradvis fylla i luckorna i vår kunskap om havet och hjälpa andra forskare att kartlägga mikrobiella samhällen mer detaljerat.

"Encells genomik har gjort det möjligt för oss att fånga och förstå den biologiska mångfalden i havet på en mycket annan nivå än vad som tidigare var tillgängligt, "Poulton sa." Dessa genomer kommer att tillåta oss att lära sig hur dessa viktiga mikrober fungerar i sin miljö. "