Geavanceerde moleculaire technieken hebben de diversiteit onthuld van een weinig begrepen groep oceaanmicroben, protisten genaamd, volgens een nieuwe publicatie in Wetenschappelijke rapporten . Het project analyseerde monsters verzameld door de wereldwijde Tara Oceans-expeditie, het documenteren van genomen die onderzoekers zullen helpen bij het identificeren van protisten in de oceaan.

"Zoveel oceaanprotisten kunnen niet in het laboratorium worden gekweekt, dus we moeten manieren vinden om ze in hun omgeving te ondervragen, " zei Mike Sieracki, hoofdauteur van de studie. "Elke druppel zeewater bevat microbiële ecosystemen waar we heel weinig over weten, en het is dringend belangrijk om dit fundamentele ecosysteem van onze oceaanplaneet te begrijpen, Aarde, en hoe het reageert op verandering."

Protisten vormen enkele van de meest complexe relaties van de oceaan met andere leden van het microbiële voedselweb, inclusief parasitisme en benaderingen van eten die zowel fotosynthese als predatie combineren. Het onderzoeksteam analyseerde protisten van over de Indische Oceaan en de Middellandse Zee met behulp van single cell genomics, een reeks moleculaire technieken die de genetische blauwdrukken van individuele cellen onthullen. Dit is de eerste keer dat deze aanpak is toegepast op hele microbiële gemeenschappen van verschillende plaatsen.

Sieracki is momenteel programmadirecteur biologische oceanografie bij de National Science Foundation. Hij voerde dit onderzoek uit terwijl hij werkte als senior onderzoekswetenschapper bij Bigelow Laboratory for Ocean Sciences, waar hij hielp bij de oprichting van het Single Cell Genomics Center van het instituut. De onderzoekers gebruikten de geavanceerde technologie van het Centrum om de protisten individueel te sorteren en te analyseren. het onthullen van genetische code die nog nooit eerder was geïdentificeerd.

"Protisten zijn de meest talrijke roofdieren van de oceaan, toch weten we nog heel weinig over wie ze zijn en wat ze in de natuur doen, " zei Ramunas Stepanauskas, een senior onderzoeker en de directeur van het Single Cell Genomics Center. "We beginnen de volledige omvang van de diversiteit en ecologische rol van deze fascinerende componenten van mariene ecosystemen te onthullen."

De onderzoekers documenteerden meer dan 900 eencellige genomen, waar wetenschappers over de hele wereld naar kunnen verwijzen bij het identificeren van protisten in de toekomst. Deze cruciale stap zal onderzoekers helpen microbiële gemeenschappen in kaart te brengen met behulp van metagenomica, een krachtige manier om tegelijkertijd hele gemeenschappen te analyseren.

Het project, gefinancierd door de National Science Foundation, vertegenwoordigt ook een belangrijke bevinding en belangrijke output van de Tara Oceans-expeditie. Deze zeilreis bemonsterde de wereldwijde oceaan tussen 2009 en 2013. een momentopname maken van de microbiële gemeenschappen die over de hele wereld floreren en de ongelooflijke variabiliteit van het planktonleven vastleggen. Sieracki en Nicole Poulton, een andere auteur op het papier, beiden zeilden op de expeditie als leidende wetenschappers.

"Protisten zijn enkele van de volgende grote onbekenden in de open oceaan, " zei Poulton, een onderzoekswetenschapper bij Bigelow Laboratory en directeur van de Facility for Aquatic Cytometry. "Hoewel ze veel minder overvloedig zijn dan bacteriën, we ontdekken dat het onderzoeken van protisten veel meer complexiteit onthult binnen mariene ecosystemen."

Bigelow Laboratory herbergt de monsters die zijn verzameld door de Tara Oceans-expeditie voor analyse van één cel. Poulton hoopt dezelfde technieken te gebruiken om protisten uit andere oceaangebieden te verkennen, het geleidelijk opvullen van de hiaten in onze kennis van de oceaan en het helpen van andere onderzoekers om microbiële gemeenschappen gedetailleerder in kaart te brengen.

"Eencellige genomica heeft ons in staat gesteld de biodiversiteit in de oceaan op een heel ander niveau vast te leggen en te begrijpen dan voorheen beschikbaar was, " Zei Poulton. "Deze genomen zullen ons in staat stellen te leren hoe deze belangrijke microben in hun omgeving functioneren."