• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Biologi
    Undersöker mikrobernas livsstil

    Mikrober som finns i sediment under havsbotten spelar en nyckelroll i undervattensekosystemet. Upphovsman:Michael Graw/ University of Delaware

    Mikrober finns överallt - hos människor skyddar de oss från skadliga bakterier och hjälper oss att smälta mat; i jordar, de ger näringsämnen och uppmuntrar tillväxt av växter. Mikrober lever till och med i sediment under havsbotten där de spelar en nyckelroll i undervattensekosystemet.

    Forskare identifierar och karakteriserar fler mikrober varje år med hjälp av DNA -sekvenseringsteknik. När varje ny art sekvenseras, forskare lägger till det i det mikrobiella "livets träd, "skapa en virtuell folkräkning av vad som finns där.

    Det visar sig att det inte är ett lätt jobb. För att sätta saker i perspektiv, forskare är inte säkra på hur många mikrober som ens finns. Uppskattningar varierar mycket från miljoner till biljoner.

    Professor Jennifer Biddle och Rosa Leon-Zayas vid University of Delaware, som avslutade post-doktorandarbete vid UD tidigare i år, beskrev nyligen nya detaljer om mikrober som kallas Parcubacteria i ett papper publicerat i Miljömikrobiologi .

    Parcubacteria hittades i sedimentprover som samlats av James Cameron inom Challenger Deep -regionen i Mariana Trench under Deepsea Challenge Expedition. Leon-Zayas doktoranderådgivare, Doug Bartlett vid Scripps Institution of Oceanography, var en huvudvetare på expeditionen.

    "Ur ett vetenskapligt perspektiv, Challenger Deep var ett ovärderligt tillfälle att samla prover från den djupaste delen av havet, "sa Leon-Zayas, tidningens huvudförfattare, nu assisterande professor vid Willamette University.

    Forskare har traditionellt lärt sig hur mikrober fungerar genom att odla och studera dem i petriskålar och bägare. Det var inte förrän DNA -sekvensering avancerade för att inkludera möjligheten att separera och testa mikrober som finns i miljöprover (som jord eller sediment) som forskare insåg att de hade missat en stor del av bakterier som nu kallas Candidate Phyla Radiation (CPR).

    En grupp HLR -mikrober kallade Parcubacteria hade setts i grundvattnet och grunda sediment på några platser på land, men det hade bara studerats intensivt i sedimentprover från en vattendrag nära gevär, Kol.

    När Cameron samlade sedimentprover längst ner i diket, forskarna upptäckte att många olika arter av Parcubacteria lever där, för.

    "Vi var intresserade av att se om mikroberna som bor på havets botten hade samma livsstil som mikroberna som lever i jordar i gevär, Colorado, sa Biddle, en marin mikrobiolog och docent vid College of Earth, Hav, och Miljöskolan för marin vetenskap och politik.

    Leon-Zayas använde en sorteringsteknik för att separera mikrobiella celler från sedimentpartiklarna så att forskare kunde amplifiera och sekvensera mikrobe-DNA. Forskarna karakteriserade sedan de enskilda mikrobiella genomerna. Baserat på de gener som finns i genomet - delar av DNA som definierar vilken metabolism en cell kan - kan forskare dra slutsatser om vad bakterierna gör.

    Denna genomiska sekvensering avslöjade att Parcubacteria från djuphavet har en ganska enkel metabolism; men genomerna var större än deras terrestra kusiner och hade till och med några extra funktioner. Särskilt, dessa funktioner indikerade att bakterierna kan utföra anaerob andning, använda saker som nitrat för att andas istället för syre.

    Parcubacteria verkade också ha fler proteiner och enzymer associerade med kalla miljöer, inte förvånande eftersom botten av Mariana Trench är kall och mörk.

    "Det är vettigt att organismer i botten av havet kan behöva vara mer självförsörjande. Miljön är extrem och det finns inte så mycket mat, Sa Biddle.

    Medan upptäckten lägger till en ny gren på det mikrobiella släktträdet, många obesvarade frågor återstår.

    Enligt Biddle, som ingår i ett UD -team som nyligen fick ett Keck Foundation -bidrag för att dyka djupt in i mikrobiell forskning, DNA -sekvensering har avslöjat ett enormt nytt område inom mikrobiologi som var okänt för ett decennium sedan.

    Snabb teknikutveckling har varit nyckeln till fältets framsteg, Hon sa, från utvecklingen av dränkbara produkter som kan transportera forskare till botten av diket, till nya sofistikerade instrument, som flödescytometrar, som hjälper forskare att sortera, sekvensera och analysera de minsta av organismer.

    Ju fler forskare upptäcker, dock, ju mer de inser att det finns att lära.

    "Det är ett stort område för upptäckt just nu, Sa Biddle.


    © Vetenskap http://sv.scienceaq.com