Rannsakendur notuðu nýju háafkastagetu stöðuga samsæturannsóknarleiðsluna (HT-SIP) og metagenomics til að fá fyrstu sýn á virku örveruna sem umlykur gagnlega plöntusamhverfu, arbuscular sveppa sveppir (AMF). Inneign: Lawrence Livermore National Laboratory
Að tengja saman auðkenni villtra örvera við lífeðlisfræðilega eiginleika þeirra og umhverfisvirkni er lykilmarkmið umhverfisörverufræðinga. Af þeim aðferðum sem leitast við þetta markmið er Stable Isotope Probing—SIP—talin áhrifaríkust til að rannsaka virkar örverur í náttúrulegum aðstæðum.
Vísindamenn Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) hafa þróað nýja tækni - SIP með miklum afköstum - sem gerir sjálfvirkan nokkur skref í ferli stöðugrar samsætuleitar, sem gerir kleift að rannsaka örveruvirkni örvera við raunhæfar aðstæður, án þess að þörf sé á tilraunaræktun.
Í SIP eru virkar örverur auðkenndar með innlimun stöðugra samsæta í lífmassa þeirra. Það er meðal öflugustu aðferða í örveruvistfræði þar sem það getur greint virkar örverur og lífeðlisfræðilega eiginleika þeirra (hvarfefnisnotkun, frumulífefnafræði, efnaskipti, vöxtur, dánartíðni) í flóknum samfélögum við innfæddar aðstæður.
Venjulega, SIP aðferðin krefst verulegs vinnuafls og leyfir aðeins fáum sýnum. En nýja LLNL tæknin krefst einn sjötta magns af vinnuafli miðað við handvirka SIP og gerir kleift að vinna 16 sýni samtímis.
„Hálfsjálfvirk nálgun okkar dregur úr tíma stjórnanda og bætir endurgerðanleika með því að miða á erfiðustu skrefin í SIP,“ sagði LLNL vísindamaðurinn Erin Nuccio og aðalhöfundur greinar sem birtist í tímaritinu Microbiome. „Við höfum nú notað þessa aðferð til að vinna yfir þúsund sýni, þar á meðal nokkur úr mjög vanrannsökuðum jarðvegsörverum.
Eitt slíkt örverusvæði er jarðvegurinn sem umlykur vefi sveppavefsveppa – tegund sveppa sem myndar sambýli við 72% allra landplantna. Í skiptum fyrir kolefni úr plöntum, sér sveppurinn (arbuscular mycorrhizal sveppur) hýslum sínum nauðsynlegar auðlindir eins og köfnunarefni, fosfór og vatn.
Í þessari sönnunarhugmyndarannsókn sýndu höfundar „fæðuvef“ víxlverkana sem örvuð eru af sveppasveppum í jarðvegi.
„Við teljum að þetta sé mikilvæg leið fyrir hvernig kolefni úr plöntum dreifist víða í jarðveginn. Jarðvegur geymir stærsta safn lífræns kolefnis sem hjólar á virkan hátt á jörðinni,“ sagði rithöfundurinn Jennifer Pett-Ridge, sem er LLNL verkefnisstjóri og yfirmaður vísindaskrifstofu orkumálaráðuneytisins „Örverur viðvarandi“ jarðvegsörveruvísindasvið. . „Við raðgreindum örlítið magn af DNA, ákváðum virku lífverurnar og endurgerðum síðan erfðamengi þeirra og hugsanleg samskipti.
Aðrir LLNL höfundar eru Steven Blazewicz, Marissa Lafler, Ashley Campbell, Jeffrey Kimbrel, Jessica Wollard, Rachel Hestrin auk vísindamanna frá Lawrence Berkeley National Laboratory, DOE Joint Genome Institute og University of California, Berkeley.