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Os cientistas de PNNL jogam o papel fundamental na Iniciativa Nacional de Microbiome

Os Cientistas no Ministério de E.U. do Laboratório Nacional Noroeste Pacífico da Energia estão jogando um papel fundamental enquanto a nação devota mais de $500 milhões para compreender as comunidades dos micro-organismos e do seu papel na ciência do clima, na produção alimentar e na saúde humana.

Os Cientistas Janet Jansson e Ljiljana Paša-Toli são parte de um grupo central de cientistas que recomendam a Casa Branca nas edições relativas à pesquisa em torno do microbiome, um termo que descreva uma comunidade dos micróbios em um ambiente dado.

Jansson e Paša-Toli são líderes de umas equipes científicas mais largas em PNNL. Jansson é cientista principal para a biologia na Terra e na Direcção das Ciências Biológicas em PNNL, quando Paša-Toli for cientista do chumbo para a espectrometria em massa em EMSL, o Laboratório de Ciências Molecular Ambiental, um Escritório da GAMA da Facilidade do Usuário da Ciência em PNNL.

No início deste mês, os dois participaram em uma instrução Branca da Casa enquanto os conselheiros do presidente anunciaram mais de $121 milhões no financiamento novo das agências federais para a Iniciativa Nacional de Microbiome. Isso é além do que mais de $400 milhões das fundações tais como as fundações das Portas e do Kavli, organizações tais como a Sociedade de Produto Químico Americano e a Sociedade de Exame Americano, e empresas, universidades, e outros laboratórios.

aquele é dinheiro grande para estudar organismos minúsculos com um impacto grande.

Os Micro-organismos têm o balanço enorme sobre acontecimentos ambientais no solo, na água subterrânea, no oceano, na atmosfera, e em nossos próprios corpos. Determinam na grande parte como o planeta armazena o carbono, quando e como o carbono é liberado no ambiente, e o que acontece aos contaminadores e outro combina. São importantes para saber as plantas pegam nutrientes, porque as colheitas de ajuda sustentam ou desenvolvem a resistência às condições como a seca, e para a produtividade total da colheita.

Os Micro-organismos igualmente jogam um papel enorme na saúde humana e na doença - não apenas infecções mas nas condições como a obesidade, na doença de entranhas inflamatório e no diabetes. In toto, o pouco amaldiça compo uma um terço calculado de toda a biomassa na Terra.

Para aprender Muito

Apenas uma colher de chá de solo tem dez dos milhares de presente microbiano diferente da espécie. Quando os cientistas fizerem os passos que classificam para fora que as espécies estam presente em tais amostras complexas, como aquelas espécies interagem permanece um problema enorme desanimado.

Jansson e Paša-Toli pedem os mesmos tipos de perguntas que um antropólogo pôde fazer ao encontrar uma comunidade nova. Quem esta presente? Que negócio transacionam um com o otro? Que é a moeda que se usa para obter coisas feitas? Que seu lixo nos diz sobre seu modo de vida?

“Nós queremos conhecer não apenas quem estão lá, mas o que está fazendo,” disse Jansson, um perito no papel dos micróbios no ambiente.

“Nós estamos obtendo relativamente bons em identificar alguns dos micro-organismos actuais nas amostras, e algum do que fazem, mas completamente compreendendo uma única comunidade microbiana, mesmo minúsculo, é um desafio futuro a resolver,” Jansson adicionado, presidente da Sociedade Internacional da Ecologia Microbiana.

Pense de um analista confrontado com a seguinte disposição díspar de dados: Barramentos Altos, milhares de pessoas, fast food ubíquo, combustível diesel, carros, ruídos altos, e lotes da insignificância e de jockeying para a posição. Que faz ele todo o meio? A cena pôde ser - um aeroporto, um evento desportivo, um concerto, um dia ordinário do trabalho da grande-cidade, ou uma evacuação após um desastre principal.

Assim, também, os cientistas como Jansson e Paša-Toli são apresentados uma disposição de dados sobre as comunidades microbianas complexas, mas é muito difícil unir a informação para criar uma imagem coerente da actividade que estão vendo. Podem identificar alguma espécie microbiana; podem detectar nutrientes microbianos e seus byproducts; vêem sinais de seus acontecimentos moleculars; mas unir a imagem grande permanece tremenda difícil.

O Branco III de Richard Allen do colega de PNNL, que está trabalhando com Jansson em um projecto para deslindar a informação sobre os micróbios que vivem no solo da pradaria de Kansas, põe-na esta maneira:

“Imagine que toma um livro grosso escrito nas centenas de línguas diferentes, desbastando o livro acima em partes o tamanho das grões do arroz, e tendo que então pô-lo para trás junto outra vez,” disse o Branco. “Que não é ao contrário do desafio nós enfrentamos quando nós tentamos compreender o que está indo sobre mesmo em um punhado do solo.”

Sucessos Passados e um mapa rodoviário

no ano passado, Jansson e Paša-Toli eram parte de uma equipe de elite dos cientistas que, em um papel na Ciência do jornal, chamaram para uma Iniciativa Unificada de Microbiome para compreender e aproveitar as capacidades dos ecossistemas microbianos da Terra - um atendimento que fosse respondido pela maior parte com a iniciativa Branca nova da Casa.

no ano passado, Jansson usou uma disposição de tecnologias para mostrar a versatilidade dos micróbios que vivem no permafrost, que é um reservatório para uma enorme quantidade do carbono. O destino desse carbono como o clima aquece-se e as aproximações amigáveis do permafrost são uma edição enorme para os cientistas que tentam compreender o futuro do planeta. O trabalho, publicado na Natureza, rendeu um dos olhares os mais detalhados nunca nos micróbios activos no permafrost.

No começo desse ano, Jansson e o colega Aaron Wright de PNNL estavam entre os autores de um papel em ACS Nano que discutiu as tecnologias necessários para explorar os microbiomes do mundo. Entre os desafios tecnologicos são diversos relativos a compreender o “omics” dos organismos - relativos à informação aos genes, a codificação e a actividade da proteína, e o metabolismo. Quando arranjar em seqüência do ADN se tornar muito rapidamente e relativamente barato, as outras medidas tomam actualmente mais por muito tempo e são mais caras.

Na introdução deste mês da Microbiologia da Natureza, o Padeiro de Erin de Jansson e de químico de PNNL discute a importância de compreender as comunidades como entidades inteiras. O par chama para passos na tecnologia, em protocolos aperfeiçoados, em bases de dados melhoradas, em uma análise mais rápida, em tamanhos da amostra maiores, e em colaborações internacionais.

Actualmente, Jansson está dirigindo uma iniciativa principal em PNNL que olha Microbiomes na Transição, conhecida como a Iniciativa da Hortelã. Mais de dois dúzia pesquisadores são envolvidos no esforço de cinco anos que centra-se sobre questões meio-ambientais, ciência da exposição, e a biologia computacional. No ano passado, uma das primeiras acções da equipe da Hortelã, conjuntamente com os cientistas de EMSL que incluem Paša-Toli, era reunir de todo o mundo quase 200 peritos do microbiome para discutir o futuro de estudos do microbiome e das tecnologias necessárias para que os cientistas tornem-se para fazer umas descobertas mais adicionais.

Source: Laboratório Nacional Noroeste de DOE/Pacific