Традиционная метагеномика даёт ценные сведения, но не позволяет определить микробное разнообразие на уровне штаммов и точно выявить гены, которые отвечают за устойчивость к антибиотикам. Это подчёркивает необходимость применения более совершенных подходов.

Исследователи из Университета Васэда под руководством доцента Масахито Хосокавы совместно с компанией bitBiome, Inc. разработали новый метод изучения генома одной клетки. Этот метод может стать альтернативой традиционной метагеномике.

Исследование опубликовано в журнале Microbiome. Оно посвящено изучению микробного разнообразия и генетических особенностей с помощью одноклеточного геномного анализа.

Хосокава отмечает, что ограничения метагеномики вдохновили их на разработку нового подхода к изучению микробиома человека на уровне одной клетки. Это позволит лучше понять взаимодействие бактерий и обмен генетическим материалом, включая гены устойчивости к антибиотикам.

Исследователи провели масштабный анализ микробов в организме человека. Они собрали образцы слюны и кала у 51 участника. Затем они применили новый метод анализа генома одной клетки, который называется SAG-гелевая технология (продается под названием bit-MAP® компанией bitBiome, Inc.). В этом методе отдельные бактерии помещаются в гель, их геномы амплифицируются и анализируются по отдельности.

С помощью этой методики исследователи обнаружили геномы 300 видов бактерий, которые были пропущены обычным методом. Также новая методика позволила глубже понять гены устойчивости к антибиотикам, сети обмена генами, взаимодействие бактерий и их разнообразие.

Результаты этого исследования полезны в разных областях.

В здравоохранении детальное профилирование генов устойчивости к антибиотикам поможет разработать более эффективные стратегии лечения, предотвратить заболевания и сократить расходы на здравоохранение.

При мониторинге окружающей среды одноклеточная геномика позволяет отслеживать генетические сдвиги в экосистемах и предотвращать распространение устойчивости к антибиотикам.

Понимание динамики генов устойчивости в сельском хозяйстве поможет минимизировать их распространение через почву, воду и домашний скот.

Исследование показало, как изучение генома одной клетки помогает понять работу микробных сообществ.

Хосокава считает, что это позволит лучше бороться с устойчивостью бактерий к антибиотикам и принесёт пользу медицине.