科学者ら、湖の微小生物の初の世界ゲノムアトラスを発表

国際研究チームが、湖と貯水池に生息する微小生物の初の世界ゲノムアトラスを発表したと、Phys.orgが10月7日に報じた。チームは、全大陸にまたがる28カ国の362の湖と貯水池から得た3,400件のDNAデータセットを分析した。この知見はNature Communicationsに掲載された。

研究者らは約3,660種から約2万のミトコンドリアゲノムを再構築したと、Phys.orgは報じた。ミトコンドリアは、細胞がそのエネルギーの大半を生み出す細胞内の構造だ。藻類および関連生物のいくつかのグループについて、チームは、世界をリードする参照ゲノムデータベースに現在登録されている種数の6倍から20倍超の種を同定した。

研究によると、ゲノムの20分の1未満しか既知の属（種より上位の分類群）に割り当てることができず、約750種は既知のどのグループにも一致させられなかった。「これは、私たちの知識の空白がいかに大きいかを示している」と、筆頭著者のルーカス・セラ・モンカダス氏は述べた。同氏は、湖の機能を維持している生物多様性の多くは隠されたままで、これまで記録されたことがないと述べた。

チューリッヒ大学湖沼学ステーションの微生物進化ゲノミクスグループを率いるアドリアン・シュテファン・アンドレイ氏は、無害な藻類とその有毒な近縁種は顕微鏡下では同一に見えることがあり、それらを見分ける鍵はDNAにある可能性が高いと述べた。研究で用いられた手法は水サンプルから始まる。Phys.orgによると、水をろ過し、フィルター上に捕捉されたすべてのDNAを、シーケンシングと呼ばれるプロセスで一度に読み取る。次に機械学習ツールがミトコンドリアのDNAを特定する。ミトコンドリアのゲノムは小さく、一般に細胞核のDNAよりも進化的時間の中で速く変化する。

チームは、湖、季節、研究をまたいで種を一貫して同定できるよう、明確な閾値を設定したとPhys.orgは報じた。同報道によると、このアトラスは湖のより迅速かつ精密なモニタリングの基盤を築くものだ。

Phys.orgによると、何十年もの間、これらの生物は1958年に開発された方法を用いて顕微鏡下で一つずつ数えることで監視されてきた。同報道によると、この工程は遅く、ますます乏しくなっている専門知識に依存しており、大きな盲点がある。2022年には、ドイツ・ポーランド国境のオーデル川で有毒な微細藻類が大量発生し、約360トンの魚が死んだ。