Ny metod för att studera små och komplicerade organismer

Forskare vid Uppsala universitet har utvecklat ett nytt sätt att studera mikroorganismer. Den nya metoden gör det möjligt att utifrån väldigt lite material få en överblick över hela organismens DNA. I studien har forskarna använt sporer från en särskild svamp de studerar men metoden kan också användas för andra små och svårstuderade organismer.

Idag finns kraftfulla metoder för att sekvensera den genetiska informationen i en organism för att få en överblick över hela dess DNA, alltså dess genom. Normalt kräver dessa metoder betydande mängder av organismen vilket gör det svårt att studera genomet hos de flesta organismer som lever på jorden eftersom dessa är små, lever i eller av anda organismer och att forskare ofta inte vet hur man ska odla dem i laboratoriet. Dessa mikroorganismer förekommer överallt i naturen och kan vara betydelsefulla. En del kan producera terapeutiska ämnen och andra kan förbättra produktionen av grödor eller fruktträd.

Anna Roslings forskargrupp vid Uppsala universitet studerar organismer kallade arbuskulära mykorrhiza-svampar. De är en viktig del av vår biologiska mångfald och har positiv inverkan på växters produktion och hälsa, däribland alla viktiga grödor. Att studera genomet hos dessa svampar har hittills varit en utmaning, eftersom de lever uteslutande under marken och kan inte växa utan sina värdväxter.

Den nya metoden som utvecklats av doktoranden Montoliu Nerín och hennes medförfattare har emellertid en effektiv lösning på detta problem. Den använder svamparnas sporer som kan innehålla hundratals cellkärnor. Med hjälp av forskningsinfrastrukturen SciLife lab har de isolerat enskilda kärnor och sekvenserat dessa för att sedan generera fullständiga genom. De har uppnått hög känslighet som gör det möjligt att sammanställa ett näst intill fullständigt genom från bara fem till sex cellkärnor.

Den stora utmaningen för forskarna var att säkerställa datakvalitén och hur genomen kan tolkas.

– Den här metoden, som utvecklats för svampforskning, kan också tillämpas på andra små och komplicerade organismer, vilket betyder att detta tekniska framsteg kan hjälpa till att öka vår förståelse för den enorma biologiska mångfald som fortfarande är helt outforskad i naturen, säger Anna Rosling.

Kontaktpersoner:
Mercè Montoliu Nerín, merce.montoliu.nerin@ebc.uu.se, tel: 018-471 4654 och Anna Rosling, Anna.Rosling@ebc.uu.se, tel: 018-471 6444

Artikel: Montoliu Nerín et al “Building de Novo reference genome assemblies of complex eukaryotic microorganisms from single nuclei”, Scientific Reports, www.nature.com/articles/s41598-020-58025-3