Florida Everglades frammanar bilder av fanbåtar som skummar över träsk, medan alligatorer kikar genom vattnet och moln av insekter svävar precis ovanför. Beskrivs som en "flod av gräs" som sträcker sig cirka 580, 000 kvadratkilometer över södra Florida, de omfattar ett brett spektrum av ekosystem som sträcker sig från våtmarker till trädöar till starr.

Under 2018, US Department of Energy (DOE) Joint Genome Institute (JGI), en DOE Office of Science User Facility belägen vid Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), påbörjade ett pilotprojekt med biologistudenter från Boca Raton Community High School i Palm Beach County, Florida. Klassen försökte tillämpa de senaste molekylära teknikerna för att lära sig mer om de mikrobiella samhällena i Arthur R. Marshall Loxahatchee National Wildlife Refuge, ett område på 226 kvadratkilometer i norra Everglades i Palm Beach County, och särskilt om de mikrober som spelar roller i metancykeln. Deras datarapport, som tillhandahåller de enda kända referensmikrobiomdatauppsättningarna för Loxahatchee Refuge, publicerades i tidskriften Miljömikrobiom .

"Innan JGI var inblandad, Jag var inte säker på att vi ens kunde slutföra ett helt projekt. Alla andra grupper jag kontaktade ville gärna ge råd men vägrade erbjuda verklig vetenskaplig hjälp, sa Jonathan Benskin, som undervisar A-Level Advanced International Certificate of Education (AICE) Biology-klassen på Boca Raton Community High School. "Jag kan inte tacka JGI nog för att vara villig att ta en risk på en grupp offentliga gymnasieelever för att fullfölja detta projekt. JGI bidrar inte bara till den aktuella vetenskapliga kunskapen, de utrustar också nästa generation av forskare som kommer att hjälpa till att forma vår framtid."

Föreslå en forskningsupplevelse

Benskin ville ge sina gymnasieungdomar en forskningsprojektupplevelse och en av hans e-postförfrågningar, skickas genom JGI:s Integrated Microbial Genomes &Microbiomes (IMG/M) system, nådde Emiley Eloe-Fadrosh, som leder Metagenome-programmet. "Efter att ha diskuterat projektet med honom, Jag inspirerades av hans entusiasm och driv att ge sina elever denna upplevelse. Min nuvarande karriärväg var starkt påverkad av min egen gymnasielärare i biologi, som hjälpte mig med praktik och utbildning på Clorox Company och Lawrence Livermore National Laboratory, " sa hon. "JGI är en av de enda platserna som skulle kunna ta på sig ett projekt som detta eftersom vi har resurserna som en användaranläggning. Metagenome-programmets team gav vägledning och uppmuntran att lämna in ett förslag, som godkändes som ett Director's Science-projekt av JGI-direktör Nigel Mouncey."

Eloe-Fadrosh bestämde sig, "Om vi ​​ska ha det här ett projekt, vi vill att det ska bli en riktigt omfattande läroupplevelse." Under året, hon och annan JGI-personal genomförde flera realtids- videokonferensseminarier med klassen. De 18 eleverna organiserade och genomförde en studieresa, beväpnad med rätt tillstånd, till fristaden för att samla in jordprover från flera platser. Tillbaka i klassrummet, JGI-forskare ledde eleverna genom processerna för DNA-sekvensering, metagenomaggregat, och till och med en introduktion till dataanalys med hjälp av IMG/M-systemet.

En omfattande inlärningsupplevelse

"När jag ursprungligen föreställde mig klassens projekt, Jag visste att jag ville att de skulle skriva ett sista papper som kunde publiceras. Att se 18 elever arbeta med att skapa ett papper samtidigt i samma dokument var en syn som jag kommer att minnas, " sa Benskin. "Den bästa delen av hela projektet var att kunna berätta för eleverna att uppsatsen accepterades för publicering i en ansedd vetenskaplig tidskrift. Det var glädjande att se den egenmakt som visades över var och en av deras ansikten."

Eloe-Fadrosh ser upplevelsen som höjdpunkten i hennes senaste års arbete på JGI. När eleverna ser fram emot att ta examen från gymnasiet om några månader, Benskin delade med sig av sina egna reflektioner över upplevelsen.

"'Att göra vetenskap' är något som man kan prata om i gymnasiet och till och med på grundutbildningen, men det är en upplevelse som väldigt få elever i dessa klasser får göra. Jag hoppas att de kan gå bort från det här projektet med befogenhet att gå in på college och leta efter möjligheter som de kanske tidigare trodde att de inte skulle vara kapabla att genomföra."