Undanfarin 20 ár hafa vísindamenn aukið verulega magn örvera erfðamengis sem safnað er úr sjónum, sem getur hjálpað til við að takast á við stórar áskoranir eins og sýklalyfjaskort, plastmengunarlausnir og erfðamengisbreytingar. Hins vegar hefur alltaf verið erfitt að heimfæra upplýsingar um erfðamengi örvera í líftækni og læknisfræði.
Í nýrri rannsókn sem birt var í Nature sem ber titilinn "Global Marine Microbial Diversity and Its Potential in Bioprospecting," undir forystu BGI Genomics Research Center í Kína, í samvinnu við Shandong háskólann, Xiamen háskólann, Ocean University of China, University of Copenhagen í Danmörku, og University of East Anglia í Bretlandi, greindu vísindamenn erfðamengi næstum 43200 örvera (bakteríur, fornleifar) úr sjávarsýnum og uppgötvuðu mikla fjölbreytni í 138 mismunandi stofnum. Þeir veita nýja innsýn í hvernig erfðamengisstærð þróast, svo sem hvernig sjávarörverur koma jafnvægi á CRISPR Cas kerfið (hluti af ónæmisvörn þeirra) með sýklalyfjaónæmisgenum. Mörg þessara gena eru virkjuð með sýklalyfjum til að hjálpa örverum að lifa af.
CRISP Cas kerfið og sýklalyfjaónæmisgen eru einnig hluti af ónæmiskerfi baktería. Með því að nota tölvutengdar aðferðir uppgötvaði rannsóknarhópurinn nýtt CRISPR-Cas9 kerfi og 10 örverueyðandi peptíð, sem eru annar mikilvægur þáttur ónæmiskerfis í mismunandi lífverum.
Sýklalyf, þar á meðal sýklalyf, veirueyðandi lyf, sveppalyf og sníkjulyf, eru lyf sem notuð eru til að koma í veg fyrir og meðhöndla sýkingar í mönnum, dýrum og plöntum. Samkvæmt Alþjóðaheilbrigðismálastofnuninni er aukið algengi lyfjaónæmis af völdum ofnotkunar ákveðinna lyfja ógn við árangursríkar forvarnir og meðferð við auknum fjölda sýkinga, sem gerir það að verkum að leita þarf nýrra tegunda.
Rannsóknarteymið uppgötvaði einnig þrjú ensím sem geta brotið niður algengt plast sem mengar hafið - pólýetýlen terephthalate (PET), sem er annað stórt umhverfis- og heilbrigðismál. Rannsóknarstofutilraunir hafa staðfest rannsóknarniðurstöður sjávarmetagenomics, sem gefa til kynna hugsanlega hagkvæmni þess.
Thomas Mock, prófessor í sjávarörverufræði við umhverfisvísindasvið háskólans í Austur-Anglia, sagði að "þessi vinna færir svið sjávarmetagenomics á 'nýtt stig'. Þessi rannsókn undirstrikar hvernig stórfelld metagenomic raðgreining sjávarörverunnar getur hjálpað okkur að skilja fjölbreytileika sjávarörvera og þróunarmynstur hans og finna nýjar leiðir til að beita þessari þekkingu í líftækni og læknisfræði.
Hafið er stærsta og mikilvægasta vistkerfi jarðar og samspil sjávarörvera og umhverfis þeirra eru grunnur að ferlum eins og kolefnisbindingu og hringrás næringarefna á heimsvísu. Þessi samskipti stuðla að lífvænleika jarðar. Þættir eins og selta, hitabreytingar, birtuframboð og þrýstingsmunur frá yfirborði til sjávarbotns, frá pólum til hitabeltis, skapa einstakan valþrýsting sem hefur áhrif á aðlögun og samþróun sjávarörvera.
Á grundvelli þessarar innsýnar nota vísindamenn erfðamengissafn sjávar örvera sem er sótt í frumfræði sem lykilauðlind fyrir námuvinnslu og líffræðilegar rannsóknir, sem gerir kleift að uppgötva ný erfðafræðileg verkfæri og lífvirk efnasambönd.
Þessi gögn ná yfir ýmislegt sjávarumhverfi um allan heim, frá heimskautssvæðum til heimskauta, frá yfirborði sjávar til dýpstu skotgrafa. Þessi rannsókn bætir verulega skilning fólks á örveru sjávarins með því að búa til nýjan gagnagrunn sem er aðgengilegur almenningi, sem inniheldur um það bil 24200 genasett af tegundum.
Rannsakendur sögðu: "Þrátt fyrir að fyrri rannsóknir hafi veitt bráðabirgðainnsýn í hlutverk hafkerfa við að viðhalda líffræðilegum fjölbreytileika, byggir þessi nýja rannsókn ekki aðeins á fyrri uppgötvunum heldur veitir hún einnig ný tækifæri til sjálfbærrar könnunar og nýtingar hafsins. Með því að nota djúpt nám. byggt erfðamengi námu sjávar örveru, ásamt lífefnafræðilegum og lífeðlisfræðilegum rannsóknarstofu tilraunum, framfarir þessari vinnu sýnir gríðarlega möguleika til að takast á við alþjóðlegar áskoranir eins og sýklalyfjaskortur og mengun sjávar stuðla að sjálfbærni í umhverfismálum.
