p No Projeto Microbioma da Terra, uma extensa equipe global co-liderada por pesquisadores da Universidade da Califórnia em San Diego, Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico, A Universidade de Chicago e o Laboratório Nacional de Argonne coletaram mais de 27, 000 amostras de numerosas, diversos ambientes ao redor do globo. Eles analisaram as coleções exclusivas de micróbios - os microbiomas - que vivem em cada amostra para gerar o primeiro banco de dados de referência de bactérias que colonizam o planeta. Graças aos novos protocolos padronizados, métodos analíticos originais e compartilhamento aberto de dados, o projeto continuará a crescer e melhorar à medida que novos dados são adicionados. p O artigo que descreve esse esforço, publicado em 1 de novembro em Natureza , foi coautor de mais de 300 pesquisadores em mais de 160 instituições em todo o mundo.

p O Projeto Microbioma da Terra foi fundado em 2010 por Rob Knight, PhD, professor da UC San Diego School of Medicine e diretor do Center for Microbiome Innovation da UC San Diego; Jack Gilbert, PhD, professor e diretor do The Microbiome Center da University of Chicago e líder do grupo de Ecologia Microbiana no Argonne National Laboratory; Rick Stevens, PhD, diretor de laboratório associado no Argonne National Laboratory e professor e membro sênior da University of Chicago; e Janet Jansson, PhD, cientista-chefe de biologia e bolsista de laboratório no Pacific Northwest National Laboratory. Cavaleiro, Gilbert e Jansson também são coautores seniores do artigo da Nature e Stevens é coautor.

p "As aplicações potenciais para este banco de dados e os tipos de perguntas de pesquisa que podemos fazer agora são quase ilimitadas, "Knight disse." Aqui está apenas um exemplo - agora podemos identificar de que tipo de ambiente veio uma amostra em mais de 90 por cento dos casos, apenas por saber seu microbioma, ou os tipos e quantidades relativas de micróbios que vivem nele. Isso poderia ser uma informação forense útil em uma cena de crime ... pense em 'CSI'. "

p O objetivo do Projeto Microbioma da Terra é amostrar o maior número possível de comunidades microbianas da Terra, a fim de promover a compreensão científica dos micróbios e suas relações com seus ambientes, incluindo plantas, animais e humanos. Essa tarefa requer a ajuda de cientistas de todo o mundo. Até aqui, o projeto abrange sete continentes e 43 países, do Ártico à Antártica, e mais de 500 pesquisadores contribuíram para a amostra e coleta de dados. Os membros do projeto estão usando essas informações como parte de aproximadamente 100 estudos, metade dos quais foram publicados em periódicos revisados ​​por pares.

p "Os micróbios estão por toda parte, "disse o primeiro autor Luke Thompson, PhD, que assumiu a função de gerente de projeto enquanto pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Knight e atualmente é pesquisador associado da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (NOAA). "No entanto, antes deste empreendimento massivo, mudanças na composição da comunidade microbiana foram identificadas principalmente pelo foco em um tipo de amostra, uma região de cada vez. Isso dificultou a identificação de padrões entre ambientes e geografia para inferir princípios generalizados. "

p Os membros do projeto analisam a diversidade bacteriana entre vários ambientes, geografias e químicas por sequenciamento do gene 16S rRNA, um marcador genético específico para bactérias e seus parentes, archaea. As sequências de rRNA 16S servem como "códigos de barras" para identificar diferentes tipos de bactérias, permitindo aos pesquisadores rastreá-los em amostras de todo o mundo. Os pesquisadores do Earth Microbiome Project também usaram um novo método para remover erros de sequenciamento nos dados, permitindo-lhes obter uma imagem mais precisa do número de sequências únicas nos microbiomas.

p Nesta primeira versão de dados, a equipe do Projeto Microbioma da Terra identificou cerca de 300, 000 sequências de rRNA 16S microbianas únicas, quase 90 por cento dos quais não têm correspondências exatas em bancos de dados pré-existentes.

p As sequências de rRNA 16S pré-existentes são limitadas porque não foram projetadas para permitir que os pesquisadores adicionem dados de uma forma que seja útil para o futuro. Jon Sanders, coautor do projeto, PhD, um pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Knight, compara a diferença entre esses outros bancos de dados e o Projeto Microbioma da Terra com a diferença entre uma lista telefônica e o Facebook. "Antes, você teve que escrever para obter sua sequência listada, e a lista conteria muito poucas informações sobre de onde veio a sequência ou com quais outras sequências foi encontrada, "disse ele." Agora, temos uma estrutura que oferece suporte a todo esse contexto adicional, e que pode crescer organicamente para dar suporte a novos tipos de perguntas e percepções. "

p "Ainda há grandes faixas de diversidade microbiana para catalogar. E ainda assim, 'recapturamos' cerca de metade de todas as sequências bacterianas conhecidas, "Gilbert disse." Com esta informação, padrões na distribuição dos micróbios da Terra já estão surgindo. "

p De acordo com Gilbert, uma das observações mais surpreendentes é que as sequências 16S únicas são muito mais específicas para ambientes individuais do que as unidades típicas de espécies usadas pelos cientistas. A diversidade de ambientes amostrados pelo Projeto Microbioma da Terra ajuda a demonstrar o quanto o ambiente local molda o microbioma. Por exemplo, os microbiomas da pele dos cetáceos (baleias e golfinhos) e peixes são mais semelhantes entre si do que com a água em que nadam; por outro lado, o sal em microbiomas de água salgada os torna distintos de água doce, mas eles são ainda mais semelhantes entre si do que a pele de um animal aquático. Geral, os microbiomas de um hospedeiro, como um humano ou animal, eram bastante distintos dos microbiomas de vida livre, como os encontrados na água e no solo. Por exemplo, os microbiomas de vida livre eram muito mais diversos, em geral, do que microbiomas associados ao hospedeiro.

p "Esses padrões ecológicos globais oferecem apenas um vislumbre do que é possível com amostragem coordenada e cumulativa, "Jansson disse." Mais amostragem é necessária para levar em conta fatores como latitude e elevação, e acompanhar as mudanças ambientais ao longo do tempo. O Projeto Microbioma da Terra fornece um recurso para a exploração de uma miríade de questões, e um ponto de partida para a aquisição guiada de novos dados para respondê-los. "