연구원들은 유익한 식물 공생체인 arbuscular mycorrhizal fungi(AMF)를 둘러싼 활성 마이크로바이옴을 처음으로 살펴보기 위해 새로운 HT-SIP(high-throughput stable isotope probing) 파이프라인과 metagenomics를 사용했습니다. 신용: 로렌스 리버모어 국립 연구소
야생 미생물의 정체성을 생리적 특성 및 환경 기능과 연결하는 것은 환경 미생물 학자의 핵심 목표입니다. 이 목표를 달성하기 위해 노력하는 기술 중에서 SIP(Stable Isotope Probing)는 자연 환경에서 활성 미생물을 연구하는 데 가장 효과적인 것으로 간주됩니다.
로렌스 리버모어 국립 연구소(LLNL) 과학자들은 안정적인 동위원소 탐색 과정에서 여러 단계를 자동화하여 실험실 배양 없이 실제 조건에서 미생물의 미생물 활동을 조사할 수 있는 새로운 기술인 고처리량 SIP를 개발했습니다.
SIP에서 활성 미생물은 안정적인 동위 원소를 바이오매스에 통합하여 식별됩니다. 그것은 자연 조건 하에서 복잡한 군집에서 활성 미생물과 생리학적 특성(기질 사용, 세포 생화학, 대사, 성장, 사망률)을 식별할 수 있기 때문에 미생물 생태학에서 가장 강력한 방법 중 하나입니다.
일반적으로 SIP 방법은 상당한 수작업이 필요하며 적은 수의 샘플만 허용합니다. 그러나 새로운 LLNL 기술은 수동 SIP에 비해 수작업 노동력이 16분의 XNUMX로 필요하고 XNUMX개의 샘플을 동시에 처리할 수 있습니다.
"우리의 반자동 접근 방식은 SIP의 가장 노동 집약적인 단계를 목표로 하여 작업자 시간을 줄이고 재현성을 향상시킵니다. "우리는 이제 이 접근 방식을 사용하여 매우 연구되지 않은 토양 미세 서식지의 일부를 포함하여 천 개가 넘는 샘플을 처리했습니다."
그러한 미생물 서식지 중 하나는 모든 육상 식물의 72%와 공생 관계를 형성하는 곰팡이의 일종인 균근 조직을 바로 둘러싸고 있는 토양입니다. 식물 탄소와 교환하여 균류(arbuscular mycorrhizal fungi)는 숙주에게 질소, 인, 물과 같은 필수 자원을 공급합니다.
이 개념 증명 연구에서 저자는 토양에서 균근균에 의해 자극된 상호 작용의 "먹이 그물"을 보여주었습니다.
“우리는 이것이 어떻게 식물 탄소가 토양으로 광범위하게 분포되는지에 대한 주요 경로라고 생각합니다. 토양은 지구상에서 가장 활발하게 순환하는 유기 탄소 풀을 보유하고 있습니다. . "우리는 소량의 DNA를 시퀀싱하고 활성 유기체를 결정한 다음 게놈과 잠재적 상호 작용을 재구성했습니다."
다른 LLNL 저자로는 Steven Blazewicz, Marissa Lafler, Ashley Campbell, Jeffrey Kimbrel, Jessica Wollard, Rachel Hestrin 및 Lawrence Berkeley National Laboratory, DOE Joint Genome Institute 및 University of California, Berkeley의 연구원이 있습니다.