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Gli scienziati di PNNL svolgono il ruolo centrale nell'Iniziativa Nazionale di Microbiome

Gli Scienziati al Dipartimento Per L'Energia di Stati Uniti il Laboratorio Nazionale Di Nord-ovest Pacifico Stanno svolgendo un ruolo centrale mentre la nazione dedica più di $500 milioni per capire le comunità dei microrganismi e del loro ruolo nella climatologia, nella produzione alimentare e nelle sanità.

Gli Scienziati Janet Jansson e Ljiljana Paša-Toli fa parte di un gruppo centrale degli scienziati che consigliano la Casa Bianca Sulle emissioni relative alla ricerca intorno al microbiome, un termine che descrive una comunità dei microbi in un ambiente dato.

Sia Jansson che Paša-Toli sono guide di più vasti gruppi scientifici a PNNL. Jansson è scienziato principale per biologia nella Terra e nella Direzione di Scienze Biologiche a PNNL, mentre Paša-Toli è scienziato del cavo per spettrometria di massa a EMSL, il Laboratorio di Scienze Molecolare Ambientale, un Ufficio della DAINA della Funzione dell'Utente di Scienza a PNNL.

Più Presto questo mese, i due hanno partecipato ad un'istruzione Della Casa Bianca mentre i Consiglieri del Presidente hanno annunciato più di $121 milione in nuovo finanziamento dagli enti federali per l'Iniziativa Nazionale di Microbiome. Quello è oltre a più di $400 milioni dalle fondamenta quali le fondamenta di Kavli e dei Portoni, le organizzazioni quali la Società di Prodotto Chimico Americano e la Società di Fisico Medica Americano e le società, le università ed altri laboratori.

quella è grande moneta per studiare gli organismi minuscoli con un grande impatto.

I Microrganismi hanno ondeggiamento enorme sopra l'avvenimento ambientale in terreno, in acqua freatica, nell'oceano, nell'atmosfera e nei nostri propri organismi. Determinano nella grande parte come il pianeta memorizza il carbonio, quando e come il carbonio è scaricato nell'ambiente e che cosa accade agli agenti inquinanti ed altro compone. Sono importanti per sapere gli impianti prendono le sostanze nutrienti, dato che i ventrigli d'aiuto sostengono o sviluppano la resistenza ai termini come la siccità e per produttività globale del ventriglio.

I Microrganismi egualmente svolgono un ruolo enorme in sanità e malattia - non appena infezioni ma nei termini come l'obesità, malattia di viscere infiammatoria e diabete. In toto, il piccolo maledice compone un terzo stimato di tutta la biomassa su Terra.

Molto per imparare

Appena un cucchiaino da caffè di terreno ha decine di migliaia di specie microbiche differenti presenti. Mentre gli scienziati hanno avanzato a grandi passi selezionare che le specie sono presenti in tali campioni complessi, come quelle specie interagiscono rimane un problema enorme scoraggiante.

Jansson e Paša-Toli chiedono gli stessi ordinamenti delle domande che un antropologo potrebbe fare quando incontra una nuova comunità. Chi è presente? Che affare trattano a vicenda? Che Cosa è la valuta che usano per ottenere le cose fatte? Che Cosa i loro rifiuti ci dicono circa il loro stile di vita?

“Vogliamo conoscere non appena chi è là, ma che cosa stanno facendo,„ ha detto Jansson, un esperto sul ruolo dei microbi nell'ambiente.

“Stiamo ottenendo niente male all'identificazione degli alcuni dei microrganismi presenti in campioni e ad alcuna di cui fanno, ma completamente capendo una singola comunità microbica, anche minuscolo, è una sfida futura da risolvere,„ Jansson, Presidente aggiunto della Società Internazionale di Ecologia Microbica.

Pensi ad un analista confrontato con la seguente schiera disparata dei dati: Bus Rumorosi, migliaia di gente, alimenti a rapida preparazione onnipresenti, combustibile diesel, automobili, rumori forti e lotti del battibecco e di jockeying per la posizione. Che Cosa fa tutta la media? La scena ha potuto essere - un aeroporto, un evento sportivo, un concerto, un giorno ordinario del lavoro della grande città, o un'evacuazione dopo un disastro importante.

Così, anche, gli scienziati come Jansson e Paša-Toli sono presentati una schiera dei dati circa le comunità microbiche complesse, ma è molto difficile da un le informazioni per creare una maschera coerente dell'attività che stanno vedendo. Possono identificare alcune specie microbiche; possono individuare le sostanze nutrienti microbiche ed i loro sottoprodotti; vedono i segni del loro azioni molecolare; ma un la grande maschera rimane immensamente difficile.

Il Bianco III di Richard Allen del collega di PNNL, che sta lavorando con Jansson su un progetto per districare le informazioni sui microbi che vivono in terreno dalla prateria di Kansas, la mette questo modo:

“Imagine che cattura un libro spesso scritto nelle centinaia di linguaggi differenti, taglianti il libro a pezzi su nei pezzi la dimensione dei granuli di riso e poi dovendo rimetterlo insieme ancora,„ ha detto il Bianco. “Che non è a differenza della sfida affrontiamo quando proviamo a capire che cosa sta continuando anche in una manciata di terreno.„

Successi Passati e una carta stradale

l'anno scorso, Jansson e Paša-Toli fa parte di un gruppo di elite degli scienziati che, in un documento nella Scienza del giornale, hanno richiesto un'Iniziativa Unificata di Microbiome per capire e sfruttare le capacità degli ecosistemi microbici della Terra - una chiamata che in gran parte è stata risposta a con la nuova iniziativa Della Casa Bianca.

l'anno scorso, Jansson ha usato una schiera delle tecnologie per mostrare la versatilità dei microbi che vivono in strato di ghiaccio permanente, che è un bacino idrico per un gran quantità di carbonio. Il destino di quel carbonio come il clima riscalda ed i disgeli dello strato di ghiaccio permanente è un'emissione enorme per gli scienziati che provano a capire il futuro del pianeta. L'opera, pubblicata in Natura, ha reso mai uno degli sguardi più dettagliati ai microbi attivi in strato di ghiaccio permanente.

All'inizio di quest'anno, Jansson ed il collega Aaron Wright di PNNL erano fra gli autori di un documento in ACS Nano che ha discusso le tecnologie state necessarie per esplorare i microbiomes del mondo. Fra le sfide tecnologiche sono vari relativi a capire “il omics„ degli organismi - attinenti all'informazione ai geni, codifica ed attività della proteina e metabolismo. Mentre l'ordinamento del DNA è diventato molto rapidamente e relativamente economico, le altre misure corrente catturano lungamente e sono più costose.

Nell'emissione di questo mese di Microbiologia della Natura, il Panettiere di Erin del chimico di PNNL e di Jansson discute l'importanza di comprensione delle tali comunità come le intere entità. Il paio richiede le andature nella tecnologia, nei protocolli ottimizzati, nei database migliori, nell'analisi più veloce, nelle più grandi dimensioni del campione e nelle collaborazioni internazionali.

Corrente, Jansson capo un'iniziativa importante a PNNL che esamina Microbiomes nella Transizione, conosciuta come l'Iniziativa della Menta. Più Di due dozzina ricercatori sono coinvolgere nella messa a fuoco quinquennale di sforzo sulle questioni ambientali, sulla scienza dell'esposizione e sulla biologia di calcolo. L'anno scorso, uno dei primi atti del gruppo della Menta, insieme con gli scienziati di EMSL compreso Paša-Toli, era di riunire quasi 200 esperti nel microbiome intorno al mondo per discutere il futuro degli studi del microbiome e delle tecnologie necessarie affinchè gli scienziati si sviluppi per fare ulteriori scoperte.

Sorgente: Laboratorio Nazionale Di Nord-ovest di DOE/Pacific