Микробиологи предлагают новую систему наименования микроорганизмов на основе ДНКМикробиологи предлагают новую систему наименования микроорганизмов на основе ДНК
Новая система присвоения названий определенным микроорганизмам обещает упростить этот процесс и устранить отставание, возникшее из-за тысяч видов, открытых в результате анализа ДНК в последние годы.
В статье, опубликованной 19 сентября в журнале Nature Microbiology, исследователи описывают SeqCode - протокол, который впервые позволяет давать названия вновь открытым бактериям и другим прокариотам, основываясь только на последовательности их ДНК. "Я считаю, что SeqCode или что-то подобное ему необходимо для современной микробиологии, поскольку анализ микроорганизмов в настоящее время в значительной степени зависит от геномных данных", - говорит Эдвард Мур, микробиолог из Университета Гетеборга, но он все еще не готов принять эту конкретную систему идентификации.
До сих пор микробиологи, стремящиеся получить признание того, что кажущийся новым микроб является реальным, должны были следовать протоколу, изложенному в Международном кодексе номенклатуры прокариот (ICNP). В рамках этого процесса исследователи должны добиться успеха в выращивании данного вида бактерий или других прокариот (археев), в лаборатории и представить "типовую" культуру - живой или замороженный образец микроба, который будет служить эталоном его идентичности, - как минимум в два мировых хранилища. Также требуется опубликованное описание в научном журнале, которое должно быть принято Международным комитетом по систематике прокариот (ICSP), управляющим ICNP.
Однако с развитием секвенирования окружающей среды и метагеномики, когда вся ДНК в образце из воздуха, воды, кишечника животного или другой окружающей среды секвенируется и сравнивается с ДНК в существующих базах данных, чтобы получить представление о присутствующих организмах, наблюдается экспоненциальный рост сиквенсов микробной ДНК, не принадлежащих ни одному известному прокариоту; иногда исследователям удается собрать воедино весь геном, но часто бывает, что нескольких фрагментов, возможно, не хватает. Примерно 5000 микроорганизмов, идентифицируемых только по их ДНК, в настоящее время ожидают попыток культивирования и дальнейшей характеристики. Проблема, как назвать эти новые виды, "становится все более сложной", - считает Джемма Регуэра, микробиолог из Мичиганского государственного университета, главный редактор журнала Американского общества микробиологии (ASM) "Прикладная и экологическая микробиология".
Группа, создавшая SeqCode, разработала его как ответ на некоторые из этих проблем. "Нам нужно было что-то попроще", чем протокол ICNP, - объясняет Уильям Уитман, микробиолог из Университета Джорджии, возглавивший разработку SeqCode. Исследователи, которые депонировали и опубликовали сиквенс ДНК возможного нового прокариота, подают заявку через веб-сайт SeqCode, без необходимости получения культуры. Система автоматически проверит уникальность этого сиквенса, обратившись к существующим базам данных. SeqCode также потребует, чтобы предложенное название соответствовало определенным правилам, например, было опубликовано в научной статье (авторы должны указать ссылку) и соответствовало стандартным процедурам присвоения названий с использованием латинского языка.
Первое предложение Уитмана в 2015 году заключалось в том, чтобы последовательности ДНК были приняты в качестве части протокола присвоения наименований ICSP. В 2020 году эта идея была вынесена на голосование и была отвергнута микробиологическим сообществом. Разработка SeqCode как отдельного протокола стала ответом на это голосование.
Уже несколько микробиологов начали использовать SeqCode. Джереми Додсворт, геомикробиолог из Калифорнийского государственного университета, предварительно присвоил имя Wolframiiraptor gerlachensis архею из горячих источников, который для своего выживания нуждается в вольфраме, и планирует ввести еще несколько видов из исследований своей группы. Ему и его коллегам удалось вырастить W. gerlachensis в лаборатории, но не удалось получить чистую культуру, необходимую для коллекции культур, поэтому они не смогли получить традиционное название.
Но пока неясно, приживется ли SeqCode, говорит Иэн Сатклифф, бактериолог из Нортумбрийского университета, который также помогал в разработке альтернативы. Некоторые микробиологи отказываются принимать геном в качестве достаточного доказательства существования вида, поскольку организм не идентифицирован физически и не выращен в лаборатории. "Вновь открытые, но не культивированные микробы - это просто гипотетические микробы", - считает Мур. Хотя Мур признает, что необходимо учитывать бум в области обнаружения видов бактерий с помощью ДНК, он не считает необходимым и практичным присваивать тысячам микробов полные латинские названия, поскольку это требует больших усилий. Вместо этого он предпочитает использовать числовую систему классификации.
Пока что старая и новая системы наименований будут работать параллельно, чтобы микробиологи могли использовать любую из них, но Уитман надеется, что со временем они объединятся в одну. Мур считает, что этого не произойдет, поскольку "правила ICNP и правила SeqCode противоречат друг другу", - говорит он. Регуэра сообщаила, что ей и другим редакторам журналов ASM предстоит еще оценить SeqCode, чтобы решить, использовать ли его и как. Лично она согласна. "Мне не терпится попробовать", и она ожидает, что так же поступят многие микробиологи-экологи. Сатклифф, хотя и надеется, но не уверен в том, что это произойдет. "Только время покажет, будет ли более широкое сообщество использовать SeqCode".
