Даследчыкі выкарыстоўвалі новы высокапрадукцыйны канвеер стабільнага ізатопнага зандзіравання (HT-SIP) і метагеноміку, каб упершыню зірнуць на актыўны мікрабіём, які атачае карысны раслінны сімбіёнт, арбускулярныя мікарызныя грыбы (AMF). Аўтар: Лівермарская нацыянальная лабараторыя Лоўрэнса
Звязванне ідэнтычнасці дзікіх мікробаў з іх фізіялагічнымі асаблівасцямі і функцыямі навакольнага асяроддзя з'яўляецца ключавой мэтай для мікрабіёлагаў-эколагаў. З метадаў, якія імкнуцца да гэтай мэты, Stable Isotope Probing-SIP-лічыцца найбольш эфектыўным для вывучэння актыўных мікраарганізмаў у натуральных умовах.
Навукоўцы Лівермарскай нацыянальнай лабараторыі імя Лоўрэнса (LLNL) распрацавалі новую тэхніку — высокапрадукцыйны SIP, — якая аўтаматызуе некалькі этапаў у працэсе зандзіравання стабільных ізатопаў, што дазваляе даследаваць мікробную актыўнасць мікраарганізмаў у рэальных умовах, без неабходнасці культывавання ў лабараторыі.
У SIP актыўныя мікробы ідэнтыфікуюцца праз уключэнне стабільных ізатопаў у іх біямасу. Гэта адзін з самых магутных метадаў у мікробнай экалогіі, паколькі ён можа ідэнтыфікаваць актыўныя мікробы і іх фізіялагічныя рысы (выкарыстанне субстрата, клеткавая біяхімія, метабалізм, рост, смяротнасць) у складаных супольнасцях у народных умовах.
Як правіла, метад SIP патрабуе значнай практычнай працы і дазваляе браць толькі невялікую колькасць узораў. Але новая методыка LLNL патрабуе ў адну шостую частку практычнай працы ў параўнанні з ручной SIP і дазваляе адначасова апрацоўваць 16 узораў.
«Наш паўаўтаматычны падыход скарачае час працы аператара і паляпшае ўзнаўляльнасць, арыентуючыся на найбольш працаёмкія этапы SIP», - сказала навуковец LLNL Эрын Нучыа і вядучы аўтар артыкула, апублікаванага ў часопісе Microbiome. «Цяпер мы выкарысталі гэты падыход для апрацоўкі больш за тысячу узораў, у тым ліку некаторых з вельмі недастаткова вывучаных глебавых мікраасяроддзяў».
Адным з такіх мікраасяроддзяў пражывання з'яўляецца глеба, якая непасрэдна атачае тканіны мікарызы - тыпу грыбоў, якія ўтвараюць сімбіятычныя адносіны з 72% усіх наземных раслін. У абмен на вуглярод расліны грыбы (арбускулярныя мікарызныя грыбы) забяспечваюць гаспадароў неабходнымі рэсурсамі, такімі як азот, фосфар і вада.
У гэтым даследаванні па пацверджанні канцэпцыі аўтары паказалі «харчовую сетку» ўзаемадзеяння, якое стымулюецца мікарызнымі грыбамі ў глебе.
«Мы лічым, што гэта асноўны шлях таго, як раслінны вуглярод шырока распаўсюджваецца ў глебе. У глебе знаходзіцца самы вялікі пул арганічнага вугляроду, які актыўна кружыць на планеце», — сказала суаўтар Джэніфер Пэт-Рыдж, якая з'яўляецца кіраўніком праекта LLNL і кіраўніком Навуковага аддзела Дэпартамента энергетыкі «Мікробы захоўваюцца» Навуковае напрамак глебавай мікрабіёмы . «Мы секвенировали невялікую колькасць ДНК, вызначылі актыўныя арганізмы, а затым рэканструявалі іх геномы і патэнцыйныя ўзаемадзеяння».
Сярод іншых аўтараў LLNL Стывен Блажэвіч, Марыса Лафлер, Эшлі Кэмпбэл, Джэфры Кімбрэл, Джэсіка Уолард, Рэйчэл Хестрын, а таксама даследчыкі з Нацыянальнай лабараторыі Лоўрэнса Берклі, Аб'яднанага інстытута геному DOE і Універсітэта Каліфорніі ў Берклі.