新研究揭示了如何从海洋样本中获取高质量 DNA

海洋仍然是地球上最未被开发的部分。人们对北冰洋大型生物的多样性进行了多种研究，但缺乏对北极微生物多样性的研究。除了难以获取之外，问题之一是获得高质量的微生物 DNA：在处理天然样品时，DNA 经常会降解——获得的数量很少，并且可能含有干扰测序的抑制剂。

如今，分离微生物 DNA 的方法有很多，但它们并未直接针对海洋样本进行优化。由于缺乏可理解的、经过验证的方法来完成这项任务，减慢了海洋微生物的研究速度。但正是这些研究促进了对负责合成抗生素或基因编辑酶的新基因的寻找。

由元基因组分析实验室负责人 Artem Isaev 领导的来自Skoltech、莫斯科国立大学和其他领先科学组织的研究小组确定了从不同类型的海洋样本中分离 DNA 的最有效试剂盒，并在新的报告中介绍了结果论文发表在《科学报告》上。

俄罗斯北部海域长期以来一直未被开发。“这是一个难以到达的区域，但非常多样化，因此我们特别关注太平洋和北冰洋。我们与莫斯科国立大学海洋研究中心一起组织了探险活动，收集了三种类型的样本：海水和海洋。沉积物以及无脊椎动物样本，”这项工作的主要作者 Alina Demkina 说，她是 Skoltech 宏基因组分析实验室的高级技术员。

研究人员表示，尽管宏基因组研究正在积极发展，但仍然没有处理海洋样本的共同标准或标准。“天然样本非常具体。我们的目标是分离高质量的 DNA，从而实现长读长测序。事实证明，没有适合每种类型海洋样本的标准技术。

“从头开始创建它是一项非常漫长、昂贵且耗时的任务，因此我们专注于现成的商业套件，并检查其中哪些可以为不同类型的海洋样本产生最佳质量的结果，”Darya Slonova 分享道是 Skoltech 宏基因组分析实验室的合著者和初级研究科学家。

研究人员测试了八种 DNA 分离试剂盒。对于试剂盒和样品的每种组合，他们测量了纯化 DNA 的量、其片段化程度、PCR 抑制污染物的存在、真核 DNA 的混合物、α 多样性以及基于 16S 的所得群落组成的再现性rRNA 扩增子测序。

科学家们还鉴定出了试剂盒——一种微生物类群的组成，可能存在于用于分离 DNA 的试剂中。这一点尤其重要，因为北方海域的微生物非常少，因此即使是少量的污染 DNA 混合物也会影响分析。

“这篇文章向科学家提供了关于哪种方法最适合从海洋样本中分离高质量 DNA 的建议，”Alina Demkina 继续说道。“研究人员将根据他们的工作目标了解哪些试剂盒适合每种特定类型的样本，”Darya Slonova 支持。