Tecnología Tricorder: monitoreo del aire mediante secuenciación de nanoporos

Nota del editor: Al entrar en una nave espacial o llegar a un mundo nuevo y habitado, usted y su tripulación querrán que su tricorder sea capaz de evaluar rápidamente la atmósfera respirable. Aquí hay un enfoque a considerar al diseñar estos tricorders que utilizan secuenciación de escopeta de nanoporos.

Aunque se sabe que el microbioma del aire y su diversidad son esenciales para la salud humana y la resiliencia de los ecosistemas, la falta actual de un monitoreo integral de la diversidad microbiana del aire significa que se sabe poco sobre la composición, distribución o consecuencias funcionales de los microbios del aire.

Aquí mostramos que la microbiota del aire se puede evaluar de manera sólida mediante secuenciación de nanoporos combinada con muestreo activo de aire mediante barrera de fluidos y análisis computacional diseñado. Presentamos protocolos computacionales y de laboratorio para la elaboración de perfiles microbianos del aire y estimamos de manera confiable la composición taxonómica de la microbiota central del aire en ambientes naturales y controlados.

Basándonos en ensamblajes de novo de lecturas de secuencias largas, identificamos varios taxones de microbios del aire a nivel de especie y anotamos sus funciones ecosistémicas, incluido su papel potencial en los procesos de descomposición natural.

Dado que el monitoreo del aire mediante secuenciación de nanoporos se puede utilizar de manera automatizada, rápida y portátil en aplicaciones in situ en todo el mundo, planteamos la hipótesis de que este enfoque ayudará a explorar completamente el papel de la microbiota del aire.

Evaluaciones microbianas sólidas del aire mediante secuenciación de escopeta de nanoporos. A. Sistema de impactación de fluidos y secuenciación de nanoporos como ambiente controlado en invernadero (Gh). B. Distribución de longitud de lectura de secuenciación de nanoporos en muestras de 1 h y 3 Gh. CD. C. Número total de lecturas de secuenciación asignadas a los 20 taxones más dominantes y filo taxonómico y nivel de género utilizando Kraken2 (Materiales y métodos) en muestras de 1h y D. 3-Gh; La línea de umbral descendente a través de las muestras está indicada por la línea horizontal. E.F. E. 1 mano F. Composición taxonómica de muestras de 3 h basada en los 20 taxones más dominantes en las muestras. G. Monitoreo microbiano del aire en un ambiente natural (Nat). En las muestras Nat de 3 h y 6 h, H. Distribución de longitud de lectura de secuenciación de nanoporos. IJ I. 20 taxones más dominantes que utilizan Kraken2 en muestras de 3h y J. 6-Gh y el número total de lecturas de secuenciación asignadas al tipo taxonómico y nivel de especie; La línea de umbral descendente a través de las muestras está indicada por la línea horizontal. kl La composición taxonómica de las muestras de K. 3h y L. 6h se basó en los 20 géneros más dominantes en las muestras. – biorxiv.org

Monitoreo del aire a través de matrices de nanoporos.biorxiv.org

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