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Los científicos de PNNL desempeñan papel fundamental en la Iniciativa Nacional de Microbiome

Los Científicos en el Ministerio de los E.E.U.U. de Laboratorio Nacional Del Noroeste Pacífico de la Energía están desempeñando un papel fundamental mientras que la nación dedica más de $500 millones para entender a comunidades de microorganismos y de su papel en ciencia del clima, la producción alimentaria y la salud humana.

Los Científicos Janet Jansson y Ljiljana Paša-Toli son parte de un grupo central de científicos que aconsejan la Casa Blanca en las ediciones relacionadas con la investigación alrededor del microbiome, un término que describa a una comunidad de microbios en un ambiente dado.

Jansson y Paša-Toli son arranques de cinta de personas científicas más amplias en PNNL. Jansson es principal científico para la biología en la Tierra y la Dirección de las Ciencias Biológicas en PNNL, mientras que Paša-Toli es científico del terminal de componente para la espectrometría de masa en EMSL, el Laboratorio de Ciencias Molecular Ambiental, una Oficina de la GAMA del Recurso del Utilizador de la Ciencia en PNNL.

A principios de este mes, los dos participaron en una Casa Blanca que informaba mientras que los consejeros del presidente anunciaron más de $121 millones en el nuevo financiamiento de las dependencias federales para la Iniciativa Nacional de Microbiome. Eso está además de más de $400 millones de asientos tales como los asientos de las Entradas y de Kavli, organizaciones tales como la Sociedad de Substancia Química Americana y el American Physical Society, y compañías, universidades, y otros laboratorios.

ése es dinero grande para estudiar organismos minúsculos con un impacto grande.

Los Microorganismos tienen oscilación enorme sobre sucesos ambientales en suelo, agua subterránea, el océano, la atmósfera, y nuestros propios cuerpos. Determinan en parte grande cómo el planeta salva el carbón, cuando y cómo el carbón release/versión en el ambiente, y qué suceso a los contaminantes y otro compone. Son importante para saber las instalaciones toman los alimentos, porque las cosechas de ayuda sostienen o desarrollan resistencia a las condiciones como sequía, y para la productividad total de la cosecha.

Los Microorganismos también desempeñan un papel enorme en la salud humana y la enfermedad - no apenas infecciones pero en condiciones como obesidad, síndrome del intestino irritable y la diabetes. In toto, el poco maldice compone un una mitad estimado de toda la biomasa en la Tierra.

Mucho para aprender

Apenas una cucharilla de suelo tiene presente microbiano de decenas de miles diverso de especies. Mientras Que los científicos han hecho las zancadas que arreglaban que las especies están presentes en tales muestras complejas, cómo obran recíprocamente esas especies sigue siendo un problema enorme desalentador.

Jansson y Paša-Toli piden las mismas clases de preguntas que un antropólogo pudo hacer al encontrar a una nueva comunidad. ¿Quién está presente? ¿Qué asunto tramitan con uno a? ¿Cuál es el dinero en circulación que él utiliza para conseguir cosas hechas? ¿Qué su basura nos informa sobre su manera de vida?

“Queremos conocer no apenas quién está allí, pero qué están haciendo,” dijo a Jansson, experto en el papel de microbios en el ambiente.

“Estamos consiguiendo bastante buenos en determinar algunos de los microorganismos presentes en muestras, y algunos de lo que hacen, pero totalmente entendiendo a una única comunidad microbiana, incluso minúsculo, es un reto futuro a resolver,” Jansson adicional, presidente de la Sociedad Internacional de la Ecología Microbiana.

Piense en un analista enfrentado con el arsenal dispar siguiente de datos: Omnibuses Ruidosos, millares de gente, alimentos de preparación rápida ubicuos, combustible diesel, vehículos, fuertes ruidos, y lotes de disputa y de jockeying para la posición. ¿Qué hace él todo el medio? La escena pudo ser - un aeropuerto, una acción que se divertía, un concierto, un día ordinario del trabajo de la grande-ciudad, o una evacuación después de un gran desastre.

Así Pues, también, presentan los científicos como Jansson y Paša-Toli un arsenal de datos sobre comunidades microbianas complejas, pero es muy difícil poner la información junta para crear un retrato coherente de la actividad que están viendo. Pueden determinar una cierta especie microbiana; pueden detectar los alimentos microbianos y sus subproductos; ven los señales de sus actividades moleculares; pero juntar el retrato grande sigue siendo enormemente difícil.

El Blanco III de Richard Allen del colega de PNNL, que está trabajando con Jansson en un proyecto para desenredar la información sobre los microbios que viven en suelo de la pradera de Kansas, la pone esta manera:

“Imagine que toma un libro grueso escrito en los centenares de otros idiomas, truncando el libro hacia arriba en pedazos la talla de granos del arroz, y entonces teniendo que ponerla detrás junto otra vez,” dijo Blanco. “Que no está a diferencia del reto hacemos frente a cuando intentamos entender lo que está entrando conectado en incluso un puñado de suelo.”

Últimos éxitos y un mapa itinerario

el año pasado, Jansson y Paša-Toli eran parte de personas de élite de los científicos que, en un papel en la Ciencia del gorrón, pidieron una Iniciativa Unificada de Microbiome para entender y para aprovechar las capacidades de los ecosistemas microbianos de la Tierra - una visita que se ha contestado en gran parte con la nueva iniciativa de la Casa Blanca.

el año pasado, Jansson utilizó un arsenal de tecnologías para mostrar la flexibilidad de los microbios que viven en la capa permanente de hielo, que es un depósito para una enorme cantidad de carbón. El destino de ese carbón como el clima se calienta y los deshielos de la capa permanente de hielo son una edición enorme para los científicos que intentan entender el futuro del planeta. El trabajo, publicado en Naturaleza, rindió una de las miradas más detalladas nunca en los microbios activos en capa permanente de hielo.

A principios de este año, Jansson y el colega Aaron Wright de PNNL estaban entre los autores de un papel en ACS Nano que discutió las tecnologías necesarias para explorar los microbiomes del mundo. Entre los retos tecnológicos son varios relacionados con la comprensión del “omics” de los organismos - relacionados con la información a los genes, codificación y actividad de la proteína, y metabolismo. Mientras Que la secuencia de la DNA ha llegado a ser muy aprisa y relativamente barata, las otras mediciones duran actualmente y son más costosas.

En la aplicación de este mes la Microbiología de la Naturaleza, el Panadero de Erin de Jansson y del químico de PNNL discute la importancia de entender a las comunidades tales como entidades enteras. El par pide zancadas en tecnología, protocolos optimizados, bases de datos mejoradas, un análisis más rápido, tamaños de muestra más grandes, y colaboraciones internacionales.

Actualmente, Jansson está dirigiendo una iniciativa importante en PNNL que observa Microbiomes en la Transición, conocida como la Iniciativa de la Menta. Más de dos docena investigadores están implicados en el esfuerzo de cinco años que se centra en aspectos medioambientales, ciencia de la exposición, y biología de cómputo. El año pasado, una de las primeras acciones de las personas de la Menta, conjuntamente con científicos de EMSL incluyendo Paša-Toli, era reunir a casi 200 expertos del microbiome de todo el mundo para discutir el futuro de los estudios del microbiome y de las tecnologías necesarias para que los científicos se conviertan para hacer otros descubrimientos.

Fuente: Laboratorio Nacional Del Noroeste de DOE/Pacific