00:42 2024-11-19
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Când algele marine se îmbolnăvesc: Cum virușii modelează interacțiunile dintre microbi
_ Când marine algele se îmbolnăvesc: cum virușii modelează interacțiunile dintre microbi
Prin privire la cei mai mici microbi infectați cu virusuri din ocean, cercetătorii obțin noi perspective despre rețeaua trofica marine care ar putea ajuta la îmbunătățirea previziunilor viitoare privind schimbările climatice. Noul studiu, în colaborare cu profesorul asistent de biologie Wake Forest Sheri Floge, reunește ecologisti virali, chimiști și fizicieni pentru a afla mai multe despre microbii marini și despre ce se întâmplă atunci când virușii îi infectează.
Pe uscat, fotosinteza este realizată de plante, iar impactul procesului poate fi observat cu frunzele de toamnă care își schimbă culoarea și frunzele noi verzi în primăvară. Dar în ocean, procesul este mult mai greu de măsurat de către oamenii de știință. Cea mai mare parte a fotosintezei este efectuată de cei mai mici microbi, în special de fitoplancton. Aceste organisme unicelulare sunt, de asemenea, baza rețelei trofice marine. Unul dintre cele mai abundente tipuri de fitoplancton este picocianobacteriile marine, cum ar fi Synechococcus.
„Synechococcus sunt jucători foarte mari în ocean la nivel global”, a spus Sheri Floge, profesor asistent de biologie Wake Forest. „Împreună cu alte picocianobacterii, acestea sunt responsabile pentru aproximativ un sfert din fotosinteza oceanelor și sunt importante pentru ciclul carbonului și al nutrienților, așa că este important să înțelegem impactul lor și modul în care funcționează, mai ales în ceea ce privește schimbările climatice.”
Aceste microorganisme sunt susceptibile la infecții virale și asta le modifică compoziția. Până acum, oamenii de știință nu știau prea multe despre ce s-a întâmplat când s-au infectat pentru prima dată. Floge a fost coautor al unui nou studiu în Nature Microbiology, care face o scufundare mai profundă pentru a demistifica acest proces.
„În mod istoric, oamenii de știință s-au concentrat asupra virușilor din ocean pentru rolul lor în lizarea (deschiderea) celulelor. Studiile arată că celulele intacte infectate cu virus sunt diferite din punct de vedere biochimic și fiziologic de celulele neinfectate și că alte organisme răspund diferit la ele. a spus Floge.
„Nu există multe cercetări care să se concentreze asupra stadiului incipient al infecției. Privind celulele infectate înainte de a se liza, putem afla despre rolul lor ecologic în comunitățile oceanice. Și aceste date suplimentare contează, deoarece ne oferă o imagine mai completă a ceea ce se întâmplă în ecosistemele marine și pe termen lung atunci când aveți sisteme dominate de cianobacterie în ocean.”
Floge a colaborat cu oameni de știință de la alte instituții, inclusiv Universitatea Tufts și Laboratorul Național Lawrence Berkeley, pentru studiul de cercetare.
„Când aceste celule infectate mor, ele eliberează o bucată mare de hrană cu care se hrănește orice altceva”, a spus Richard. J. Henshaw, autorul principal al studiului, care a lucrat ca post-doctorat la Universitatea Tufts. „Dar, ceea ce am descoperit este că devreme, ei eliberează și aceste indicii chimice puternice. Alte organisme le pot simți și pot înota către celulele infectate, astfel încât procesul de infecție timpurie este la fel de important, dacă nu mai important, la ecosistemele marine sub formă de liză.”
Pentru a obține o imagine mai clară a modului în care aceste interacțiuni la scară mică funcționează în celule, oamenii de știință au împins tehnicile de cercetare la noi limite. Lucrarea folosește tehnici noi (un dispozitiv de chimiotaxie multiplexat nou dezvoltat) cu experimente de infecție virală extrem de controlate pentru a înțelege mai bine rolul ecologic al virușilor și microbilor infectați cu virusi în sistemele oceanice.
Noul instrument a fost dezvoltat de Michael. Stehnach, un Ph.D. student la acea vreme la Universitatea Tufts și acum postdoc la Universitatea Brandeis.
„Acest dispozitiv inovator va permite oamenilor de știință din diferite domenii să cuantifice rapid modul în care microbii răspund la gradienții chimici care au puteri diferite”, a adăugat Henshaw. „Deci ar putea fi folosit în industria și în industria farmaceutică pentru lucruri precum cercetarea în doze de medicamente sau rezistența la antibiotice. Am demonstrat în această lucrare despre fitoplancton și bacterii că utilizarea acestui dispozitiv este mai eficientă și poate economisi nenumărate ore de cercetare.”
Studenții și absolvenții Wake Forest au fost implicați în procesul de cercetare. Experimentele de infecție virală sunt efectuate în culturi de plancton menținute în laboratorul camerei de creștere de la Universitatea Wake Forest.
„Sala de creștere cu walk-in este un mediu extrem de controlat, cu iluminare care poate fi programată pentru a simula lumina naturală. condiții”, a spus Floge. „Desfășurăm atât experimente de infecție virală la scară mare, cât și la scară mică, într-o serie de tipuri de fitoplancton cultivate în apă de mare artificială pentru a dezlega impactul viral asupra metabolismului și interacțiunilor planctonului.”
Floge a spus că cea mai recentă lucrare se bazează pe anterioare. cercetări despre virușii oceanici. Ea a spus că ceea ce este cel mai încântată în acest nou studiu este modul în care s-a deschis o nouă fereastră pentru mai multe cercetări.
„Când încercăm să creăm modele predictive despre ceea ce se va întâmpla în viitor cu schimbările climatice, O mare parte din incertitudinea noastră revine la interacțiunile microbiene, deoarece acestea au fost în mare măsură o cutie neagră. Acest nou studiu ne ajută să deblocăm cutia și să adunăm date importante care ne schimbă înțelegerea unora dintre rolurile virușilor. ocean.”
Comentarii:
Adauga Comentariu