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Les scientifiques de PNNL jouent le rôle central dans l'Initiative Nationale de Microbiome

Les Scientifiques au Ministère De L'énergie des États-Unis le Laboratoire National Du Nord-ouest Pacifique Jouent un rôle central pendant que le pays consacre plus de $500 millions pour comprendre des communautés des micros-organismes et de leur rôle en science du climat, production alimentaire et santé des personnes.

Les Scientifiques Janet Jansson et Ljiljana Paša-Toli font partie d'un groupe central de scientifiques informant la Maison Blanche sur des questions liées à la recherche autour du microbiome, une condition qui décrit une communauté des microbes dans un environnement donné.

Jansson et Paša-Toli sont des amorces des équipes scientifiques plus grandes à PNNL. Jansson est scientifique en chef pour la biologie dans la Terre et la Direction des Sciences Biologiques à PNNL, alors que Paša-Toli est scientifique de plomb pour la spectrométrie de masse à EMSL, le Laboratoire de Sciences Moléculaire Environnemental, un Bureau de DAINE d'Installation d'Utilisateur de la Science à PNNL.

Plus tôt ce mois-ci, les deux ont participé à un briefing de la Maison Blanche pendant que les conseillers du président annonçaient plus de $121 millions dans le financement neuf des agences fédérales pour l'Initiative Nationale de Microbiome. C'est en plus de plus de $400 millions des fondations telles que les fondations de Portes et de Kavli, des organismes tels que la Société Chimique Américaine et la Société d'Examen Médical Américain, et des compagnies, des universités, et d'autres laboratoires.

c'est grand argent pour étudier les organismes minuscules avec un impact important.

Les Micros-organismes ont le balancement énorme au-dessus des événements environnementaux dans la saleté, les eaux souterraines, l'océan, l'ambiance, et nos propres fuselages. Ils déterminent dans la grande partie comment la planète enregistre le carbone, quand et comment le carbone est déchargé dans l'environnement, et ce qui arrive aux contaminants et autre compose. Ils sont importants pour savoir les centrales reprennent des éléments nutritifs, parce que les collectes de aide supportent ou développent la résistance aux conditions comme la sécheresse, et pour la productivité générale de collecte.

Les Micros-organismes jouent également un rôle énorme dans la santé des personnes et la maladie - pas simplement infections mais dans les conditions comme l'obésité, la maladie inflammatoire de l'intestin et le diabète. In toto, le peu lambine composent un tiers environ de toute la biomasse sur Terre.

Apprendre Beaucoup

Juste une cuillère à thé de saleté a des dizaines de milliers de présent microbien différent de substance. Tandis Que les scientifiques ont effectué les pas triant qui les substances sont présentes dans de tels échantillons complexes, comment ces substances agissent l'un sur l'autre reste un problème énormement intimidant.

Jansson et Paša-Toli demandent les mêmes tris des questions qu'un anthropologue pourrait poser en rencontrant une communauté neuve. Qui est présent ? Quelles affaires traitent-ils les uns avec les autres ? Quelle est la devise qu'elles utilisent pour obtenir des choses faites ? Que leurs déchets nous indiquent-ils au sujet de leur mode de vie ?

« Nous voulons connaître pas simplement qui est là, mais ce qui elles font, » a dit Jansson, un expert en rôle des microbes dans l'environnement.

« Nous obtenons assez bons pour recenser certains des micros-organismes présents dans les échantillons, et une partie de ce qu'ils font, mais complet comprenant une communauté microbienne unique, même minuscule, est un futur défi à résoudre, » Jansson, président ajouté de la Société Internationale de l'Écologie Microbienne.

Pensez à un analyste confronté avec le choix disparate suivant de données : Barres omnibus Fortes, milliers de gens, aliments de préparation rapide omniprésents, gazole, véhicules, bruits forts, et un bon nombre de se quereller et de jockeying pour la position. Que fait il tout le moyen ? La scène pourrait être - un aéroport, une manifestation sportive, un concert, une journée de travail normale de grand-ville, ou une évacuation après une catastrophe importante.

Ainsi, aussi, des scientifiques comme Jansson et le Paša-Toli sont présentés un choix de données au sujet des communautés microbiennes complexes, mais il est très difficile de remonter l'information pour produire une illustration logique de l'activité qu'ils voient. Ils peuvent recenser quelques espèces microbiennes ; ils peuvent trouver les éléments nutritifs microbiens et leurs sous-produits ; ils voient des signes de leurs faits moléculaires ; mais le remontage de la grande illustration reste énormément difficile.

La Zone Blanche III de Richard Allen de collègue de PNNL, qui fonctionne avec Jansson sur un projet pour démêler les informations sur les microbes qui vivent dans la saleté de la prairie du Kansas, la met de cette façon :

« Imagine prenant un livre épais écrit dans les centaines de différents langages, hachant le livre dans des pièces la taille des textures du riz, et devant alors la remettre ensemble de nouveau, » a dit la Zone Blanche. « Qui n'est pas à la différence du défi nous faisons face à quand nous essayons de comprendre que se passe-t-il dans même une poignée de saleté. »

Réussite Antérieure et un calendrier de lancement

l'année dernière, Jansson et Paša-Toli faisaient partie d'une équipe d'élite des scientifiques qui, dans un papier en la Science de tourillon, appelée pour qu'une Initiative Unifiée de Microbiome comprenne et pour arme les capacités des écosystèmes microbiens de la Terre - un appel qui a été en grande partie répondu avec l'initiative neuve de la Maison Blanche.

l'année dernière, Jansson avait l'habitude un choix de technologies pour afficher la souplesse des microbes qui vivent en pergélisol, qui est un réservoir pour une énorme quantité de carbone. Le destin de ce carbone comme climat réchauffe et les dégels de pergélisol est une délivrance énorme pour des scientifiques essayant de comprendre le contrat à terme de la planète. Le travail, publié en Nature, a fourni un des regards les plus détaillés jamais aux microbes actifs en pergélisol.

Plus tôt cette année, Jansson et collègue Aaron Wright de PNNL étaient parmi les auteurs d'un papier dans le Nano d'ACS qui a discuté les technologies requises pour explorer les microbiomes du monde. Parmi les défis technologiques sont plusieurs liés à comprendre le « omics » des organismes - relatifs à l'information aux gènes, le codage et l'activité de protéine, et le métabolisme. Tandis Que l'ordonnancement d'ADN est devenu très vite et relativement peu coûteux, les autres mesures prennent actuel plus longtemps et sont plus coûteuses.

Dans la délivrance de ce mois de la Microbiologie de Nature, Baker d'Erin de Jansson et de pharmacien de PNNL discutent l'importance de comprendre des communautés telles que les entités entières. La paire nécessite des pas en technologie, protocoles optimisés, bases de données améliorées, analyse plus rapide, plus grandes tailles de l'échantillon, et collaborations internationales.

Actuel, Jansson dirige une initiative importante à PNNL regardant Microbiomes dans le Passage, connu sous le nom d'Initiative En bon état. Plus de deux douzaine chercheurs sont concernés dans l'effort de cinq ans se concentrant sur des problèmes environnementaux, la science d'exposition, et la bio-informatique. L'année dernière, une des premières actions de l'équipe En bon état, conjointement avec des scientifiques d'EMSL comprenant Paša-Toli, était de rassembler presque 200 experts en matière de microbiome de partout dans le monde pour discuter le contrat à terme des études de microbiome et des technologies nécessaires pour que les scientifiques se développent pour effectuer d'autres découvertes.

Source : Laboratoire National Du Nord-ouest de DOE/Pacific