Mikrodatabas gör forskningen mer relevant

Vi har dem inom oss och omkring oss; i jorden, vattnet och luften. De är ungefär 1-10 mikrometer (miljondels meter) stora och kan inte ses med blotta ögat. De uppträder i form av exempelvis bakterier, svampar eller alger – mikroorganismerna.

År 2010 startade i USA arbetet med att kartlägga jordens mikrober genom att upprätta databasen Earth Microbiome Project, EMP. Den innehåller minst 27 000 prover av mikroorganismer från olika typer av naturliga miljöer, som samlats in av mer än 500 forskare i 43 länder.

– Syftet är att skapa en resurs som kan sätta in oberoende individuella studier i en kontext. Allas forskning förbättras genom tillgång till mer data, säger professor Jack Gilbert, som är chef för Microbiome Center vid universitetet i Chicago och en av dem som startade databasen.

Ökar relevansen

Han förklarar att om en forskare som studerar mikroorganismer i fem sjöar och fem floder i Botswana, tack vare databasen får 500 sjöar och floder över hela världen att jämföra med så ökar relevansen av forskningen enormt mycket.

Data från EMP har använts i många olika typer av forskning, om exempelvis amerikanskt präriegräs, frön i siberiska tundran, dricksvatten, fullkorn kopplat till risk för övervikt och förekomst av vissa bakterier från havslevande djur i sydöstra Australien.

Det krävs en viss träning i att arbeta med molekylärbiologi och bioinformatik för att använda databasen. Men annars kan vem som helst utan kostnad och med hjälp av EMP:s protokoll, standardisera och lägga in egna data och ladda ner andras relevanta data.

– Det finns inga barriärer, säger Jack Gilbert.

Behöver veta mycket mer

Mikroorganismerna är en viktig del av de flesta naturliga ekosystem – men vi behöver veta mycket mer om deras funktioner och under vilka betingelser de trivs.

– Vi vet väldigt lite om vilka de är och vad de gör. Bilden behöver bli mycket mer fullständig, konstaterar Stefan Hulth som är en av de forskare som bidragit till databasen.

Han är biogeokemist och professor vid institutionen för marina vetenskaper vid Göteborgs universitet och arbetar bland annat med att kartlägga och kvantifiera mikrobiella processer i kustnära sediment som tröskelfjorden Gullmarn i Bohuslän.

– Vi studerar ekosystemfunktioner, till exempel omvandling och transport av viktiga ämnen som kol, kväve, syre och näringsämnen. Det kopplar vi ihop med screening av bakterier och andra mikroskopiska organismer som finns där. Då får vi en ökad förståelse för vad som händer om förutsättningarna i miljön ändras, till exempel om temperaturen förändras eller om syrehalten sjunker.

Glöms lätt bort

Stefan Hulth menar att vi lätt glömmer bort mikroorganismerna när vi pratar om biodiversitet, vi tänker mest på stora djur och växter, sådant som vi kan se.

– Biodiversitet på mikrobiell skala lyfts sällan. Det är lätt att argumentera för att väl kända arter ska finnas, men det är svårare att föra den diskussionen om organismer vi inte ser. Vi har inga känslor för dem, de är inte söta eller fula och har ingen färg.

Stefan Hulth och hans kolleger arbetar i ett projekt finansierat av Vetenskapsrådet med alternativa metoder för att identifiera och kategorisera mikroorganismer. De är generellt svåra att genetiskt artbestämma, enbart ungefär 5-10 procent av alla mikrober har fått samtliga gener kartlagda.

– För att komma fram till ett helgenom behöver man odla organismen i renkultur. Men mikroorganismer lever oftast i symbios med andra och växer då inte i renkultur eftersom de behöver varandra. Det är ett jätteproblem om man vill identifiera vilka arter som finns.

Därför började de tänka på funktionen istället, vad gör mikroberna och vilka egenskaper har de? Vilka funktioner är gemensamma för vissa mikroorganismer? Forskarna kopplade ihop ekosystem som ser ungefär likadana ut och som gör likartade saker.

Fanns en koppling

Stefan Hulth och hans kolleger insåg att deras forskning kunde komplettera de amerikanska forskarnas och tog kontakt med EMP-projektet.

– De var intresserade av en koppling mellan vårt sätt att mäta ekosystems funktioner och deras arbete som mer handlar om gensekvensering.

Stefan Hulth konstaterar att arbetet med mikrober spänner över ett extremt brett kunskapsområde, där databasen utgör ett betydelsefullt redskap som sammanför många olika forskningsfält.

Han skulle vilja bygga upp en motsvarande databas för specifikt svenska förhållanden.

– Drömmen vore om vi i Sverige skulle kunna göra något liknande. Här finns vissa särtyper av ekosystem vars mikroorganismer absolut behöver karteras.