АМКСБ объединила усилия ведущих научных центров для оценки современных платформ секвенирования в исследовании микробиома почв

Ассоциация специалистов в области молекулярной, клеточной и синтетической биологии (АМКСБ) объединила усилия ведущих научных центров для оценки современных платформ секвенирования в исследовании микробиома почв 

В международном журнале Frontiers in Microbiology опубликованы результаты крупного междисциплинарного исследования, посвящённого сравнительной оценке трёх передовых технологий высокопроизводительного секвенирования — Pacific Biosciences (PacBio), Oxford Nanopore Technologies (ONT) и Illumina — применительно к профилированию микробиома почв России на основе гена 16S рРНК. Работа была выполнена в рамках взаимодействия, организованного АМКСБ, которая выступила платформой для объединения компетенций специалистов в области молекулярной биологии, микробиологии, почвоведения и биоинформатики. В проекте участвовали исследователи Российского университета дружбы народов (РУДН), ФНКЦ физико-химической медицины им. Ю.М. Лопухина, а также Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий СО РАН. АМКСБ удалось создать эффективную многопрофильную команду благодаря совокупным компетенциям которой под инициативой руководителя рабочей группы «Промышленная биотехнология» АМКСБ, доцента Института экологии РУДН - Алексея Ватлина – проект был реализован на высоком международном уровне и доведён до одного из важных этапов научной деятельности.

Исследователи проанализировали три различных типа почв, применив для каждой платформы стандартизированные биоинформационные пайплайны и нормализовав глубину секвенирования (10 000, 20 000, 25 000 и 35 000 ридов на образец). Были изучены как полная последовательность 16S рРНК-гена (V1-V9), так и его отдельные регионы (V4, V3–V4). Результаты показали, что платформы длинных чтений дают сопоставимые оценки бактериального разнообразия при одинаковой глубине прочтений, однако PacBio продемонстрировала особую эффективность в обнаружении таксонов низкой численности. Благодаря технологии HiFi ридов, PacBio обеспечивает исключительное качество данных, минимизируя ошибки и позволяя получать максимально достоверную картину микробного состава образцов. Это делает PacBio особенно ценным инструментом при изучении сложных микробных сообществ, где важно выявить даже редкие организмы. Интересно, что, несмотря на более высокий уровень ошибок на сырых прочтениях, ONT продемонстрировала снижение ошибки результатов по отношению к PacBio для доминирующих, широко представленных таксонов при значительном увеличении общей глубины прочтений на образец. 

Это исследование подчёркивает, что выбор платформы и целевого участка гена 16S рРНК должен определяться задачами проекта: PacBio — оптимальна для максимально полного и точного анализа микробных сообществ, ONT — для гибких и мобильных исследований в полевых условиях, когда важно оценить доминирующие представленные таксоны, Illumina — для крупных серийных проектов с фокусом на отдельных регионах 16S рРНК-гена.

Подробнее в статье от 09.04.2025 «Assessment of Soil Health Through Metagenomic Analysis of Bacterial Diversity in Russian Black Soil»:
https://amcsb.ru/files/articles/Assessment_of_Soil_Health_Through_Metagenomic_Anal.pdf

Подробнее в статье от 06.08.2025 «Comparative evaluation of sequencing platforms: Pacific Biosciences, Oxford Nanopore Technologies, and Illumina for 16S rRNA-based soil microbiome profiling»:
https://amcsb.ru/files/articles/fmicb-2-1633360.pdf

Ассоциация специалистов в области молекулярной, клеточной и синтетической биологии продолжит выполнять свою миссию по интеграции знаний и технологий, формированию коллабораций между исследовательскими группами и внедрению передовых методов анализа в российскую науку, обеспечивая конкурентоспособность отечественных исследований на мировом уровне. На данные момент данная работа продолжается с целью анализа секвенированных образцов почвы и выделению штаммов, которые стимулируют рост растений, улучшают усвоение питательных веществ и защищают от патогенов, образуя полезные ассоциации с корнями растений в ризосфере.

Если вы хотите присоединиться к работе, пишите нам по адресу: amcsb@amcsb.ru (с пометкой «Почвы»)

АМКСБ выражает благодарность и признательность за поддержку научной идеи, активное участие и реализацию проекта:

ВАТЛИНУ Алексею Александровичу - к.б.н., руководитель рабочей группы «Промышленная биотехнология» АМКСБ, доцент Института Экологии РУДН, генеральный директор ООО "Альгавитапро"

ДАНИЛОВОЙ Альбине Афанасьевне – д.б.н., главный научный сотрудник лаборатории плодородия почв Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий