Die Mehrheit der Mikroorganismen ist derzeit nicht kultivierbar. In einigen marinen Habitaten wie hydrothermalen Quellen oder Sedimenten erreicht der Anteil der Mikrobengemeinschaft, der bisher nicht in Kultur verfügbar ist, mehr als 95% (Lloyd et al. 2018). Darüber hinaus haben Genomsequenzierungen gezeigt, dass bis zur Hälfte der offenen Leserahmen (ORFs) Treffern in den Datenbanken ähneln, die als hypothetische Proteine annotiert sind - somit kann den jeweiligen Genprodukten keine Funktion zugewiesen werden. Folglich haben ORFs bei der Sequenzierung metagenomischer Fragmente aus der Umwelt häufig entweder keine Treffer oder nur sehr geringe Ähnlichkeit zu ORFs, die in öffentlichen Datenbanken verfügbar sind. Der einzige Weg, diesen Kultivierungsbias sowie das fehlende Wissen über die Rolle und Funktion der jeweiligen Genprodukte in der Umwelt zu umgehen, besteht darin, aktivitätsbasierte Screenings für Metagenombanken zu entwickeln und anzuwenden. Auch wenn aktivitätsbasierte Screening-Technologien auf verschiedene Probleme stoßen, die mit der Expression der Umweltgene in einem kultivierbaren Ersatzwirt zusammenhängen, ist dies der einzige Weg, wirklich neuartige Proteine mit neuen Motiven zu entdecken (Perner et al. 2011).

Referenzen

Perner, M., Ilmberger, N., Köhler, H.U., Chow, J., and Streit, W.R. (2011) Emerging fields in functional metagenomics and its industrial relevance - overcoming limitations and redirecting the search for novel biocatalysts, p. 483-498. In Handbook of Molecular Microbial Ecology II: Metagenomics in Different Habitats de Bruijn, F.J. (ed). John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ. DOI:  10.1002/9781118010549.ch47

Lloyd, K.G., Stehen, A.d., Ladau, J., Yin, J. & L. Crosby (2018) Phylogenetically Novel Uncultured Microbial Cells Dominate Earth Microbiomes. mSystems. DOI: 10.1128/mSystems.00055-18