p Na Stanford University, pesquisadores usaram um novo sistema de análise microfluídica para extrair 29 novos genomas microbianos (o conjunto completo de material genético) de amostras de duas fontes termais do Parque Nacional de Yellowstone. Eles extraíram os genomas, preservando a resolução de uma única célula, o que significa que eles sabiam de quais células o material genético veio. Esse trabalho foi possibilitado por uma nova tecnologia que divide a amostra para permitir uma análise precisa do material genético de um micróbio. Especificamente, ele oferece detalhes sobre a função e abundância do genoma. O trabalho foi possibilitado pelo Programa de Oportunidade de Tecnologia Emergente, uma parte do Instituto Conjunto do Genoma do Departamento de Energia dos EUA (DOE JGI), uma facilidade de usuário do DOE Office of Science. p Esta nova tecnologia ilumina a "matéria escura microbiana, "informações genéticas da maior parte da diversidade microbiana do planeta que não foi cultivada em um laboratório. Esses micróbios vivem em locais tão diversos quanto fontes termais e desertos, embaixo do gelo da Antártica e na drenagem ácida de minas de locais do Superfund. Ferramentas que podem determinar a genética e o metabolismo dos micróbios terão aplicações em campos que vão da bioenergia à biotecnologia e à pesquisa ambiental.

p Existem mais de 50, 000 sequências do genoma microbiano no banco de dados integrado de genomas microbianos do DOE JGI, acessível ao público, e muitos deles foram descobertos usando sequenciamento metagenômico e genômica de célula única. Apesar de sua utilidade, essas técnicas de sequenciamento e genômica têm limites:as amplificações do genoma de uma única célula são demoradas, frequentemente incompleto, e o sequenciamento metagenômico geralmente funciona melhor se a amostra ambiental não for muito complexa. Na eLife, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Stanford relata o desenvolvimento de um modelo baseado em microfluídica, abordagem mini-metagenômica para mitigar esses desafios. A técnica começa com a redução da complexidade da amostra ambiental, separando-a, usando microfluídica, em 96 subamostras, cada uma com 5 a 10 células. Então, os genomas nas células em cada subamostra são amplificados e bibliotecas são criadas para sequenciar esses minimetagenomas. As subamostras menores podem ser mantidas em resolução de célula única para análises estatísticas. Os padrões de coocorrência de muitas subamostras também podem ser usados ​​para realizar o binning do genoma independente da sequência. A tecnologia foi desenvolvida por meio de recursos fornecidos pelo Programa de Oportunidades de Tecnologias Emergentes do DOE JGI, que foi lançado em 2013.

p O objetivo do Programa de Oportunidades de Tecnologias Emergentes da JGI é usar essas novas tecnologias para lidar com aplicações de energia e meio ambiente, agregando valor ao sequenciamento e análise de alto rendimento que estão sendo feitos para usuários DOE JGI. A equipe validou a técnica usando uma comunidade microbiana sintética, e, em seguida, aplicou-o a amostras das fontes termais de Bijah e Mound no Parque Nacional de Yellowstone. Entre suas descobertas estava que os micróbios em Mound Spring tinham maior potencial para produzir metano do que os micróbios de Bijah Spring. Eles também identificaram um genoma microbiano de Bijah Spring que poderia reduzir o nitrito a nitrogênio. A aplicação desta nova tecnologia a locais de amostragem adicionais aumentará a gama de capacidades microbianas até então não caracterizadas com potencial aplicabilidade da missão DOE.