Невидимый мир царя зверей. Учёные впервые расшифровали микробиом диких львов
Африканские львы — одни из самых изученных животных на континенте. Однако, как выяснили ученые из Университета Витватерсранда, микроскопическая экосистема, обитающая внутри этих хищников, до сих пор оставалась для науки сплошной загадкой.
В журнале Animal Microbiome опубликовано исследование кишечного микробиома диких африканских львов. Результаты не только раскрыли особенности пищеварения хищников, но и показали, насколько скудны современные мировые генетические базы данных.
В рамках комплексной экологической программы учёные исследовали 23 свежих образца фекалий 20 львов в Национальном парке Этоша (Намибия). Из полученной ДНК биологам удалось восстановить 318 бактериальных и 102 вирусных генома.
Большинство обнаруженных микроорганизмов оказались совершенно новыми для науки и ранее не фигурировали ни в одной международной базе данных.
Соавтор исследования, профессор Скотт Хейзелгерст, сравнивает эту вычислительную задачу с восстановлением сотен перемешанных пазлов, где часть деталей отсутствует, часть повреждена, а коробок с подсказками нет. Расчеты потребовали десятков тысяч часов работы процессоров и сгенерировали терабайты данных.
Главный вывод исследования — цифровые системы не способны распознать ДНК, если соответствующей записи нет в каталоге.
Когда учёные впервые провели сравнение генома львов с имеющимися базами данных, 24,5% ДНК остались неклассифицированными. Однако после того, как учёные добавили в систему самостоятельно расшифрованные геномы микробов, доля неизвестной ДНК сократилась до ничтожных 4,5%.
Это доказывает, что микробиом диких животных по-прежнему практически не изучен по сравнению с человеческим.
Исследователи обнаружили уникальные микробиологические пути, связанные с метаболизмом пуринов. Пурины содержатся в высоких концентрациях в сыром мясе. Учёные обнаружили бактериальные цепочки, способные полностью расщеплять пуриновые соединения (аденин и гуанин) до мочевины.