Entwirrte Genome aus Metagenomen: Enthüllung einer unkultivierten Klasse von marinen Euryarchaeota

Ökosysteme werden von komplexen Gemeinschaften größtenteils unkultivierbarer Mikroben geprägt. Metagenome bieten einen fragmentarischen Blick auf solche Gemeinschaften, aber die ökosystemaren Funktionen wichtiger Organismusgruppen bleiben geheimnisvoll. Um die Mitglieder dieser Gemeinschaften besser zu charakterisieren, entwickelten wir Methoden zur Rekonstruktion von Genomen direkt aus gepaarten kurzen Lesereihen von Metagenomen. Wir vervollständigten ein Genom, das der bislang unkultivierten marinen Gruppe II der Euryarchaeota entspricht, de novo aus 1,7% eines Metagenoms, das aus Oberflächenmeerwasser sequenziert wurde. Das Genom beschreibt eine mobile, photo-heterotrophe Zelle, die auf den Abbau von Proteinen und Lipiden fokussiert ist und klärt den Ursprung von Proteorhodopsin. Es zeigt auch, dass hochabgedeckte gepaarte Sequenzen die Schwierigkeiten bei der Assemblierung überwinden können, die durch die Intra-Stamm-Variabilität in komplexen mikrobiellen Gemeinschaften verursacht werden, was die Ableitung von ökosystemaren Funktionen für unkultivierte Mitglieder ermöglicht.