Учёные разработали технику измерения скорости роста бактерий
Экологические исследования сосредоточены на понимании того, как популяционная динамика — например, скорость роста конкретной популяции микробов — влияет на процессы на уровне экосистемы. Учёным, изучающим роль микробов в углеродном цикле в контексте изменения климата, необходимо знать, как быстро те растут.
Однако до сих пор не существовало способа измерить скорость роста отдельных микробных популяций, кроме как изучая их в чистых культурах в чашке Петри. В отличие от более крупных организмов, отдельные виды микробов сложно эффективно изучать в их естественной среде.
Команда учёных из Центра науки и общества экосистем (Ecoss) Университета Северной Аризоны и Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (LLNL) объявила о крупном достижении в науке об экосистемах. Их исследование, опубликованное в журнале Ecosphere под названием "Estimating taxon-specific population dynamics in diverse microbial communities", описывает мощную новую технику для одновременного измерения скорости роста сотен отдельных бактериальных таксонов в любом образце почвы.
"Измерение скорости роста каждого микроба в образце окружающей среды имеет фундаментальное значение для понимания того, какие организмы играют наиболее важную роль в естественных и созданных человеком средах, таких как природные и сельскохозяйственные почвы, пресные воды и микробиом человека", — сказал ведущий автор Бен Кох.
Новая методика измерений основана на технологии количественного стабильного изотопного зондирования (qSIP), разработанной Брюсом Хангейтом. Добавляя в почву редкие стабильные изотопы-индикаторы, содержащие тяжёлый кислород (18O), и затем секвенируя бактерии, которые включили этот индикатор, учёные смогли измерить микробный рост. Секвенирование провели в лаборатории экологической генетики и геномики (EnGGen) NAU, а данные были обработаны через конвейер QIIME.
Технику уже используют другие исследователи в NAU, и она стала основным компонентом нескольких проектов, получивших гранты на измерение скорости роста организмов в различных условиях.
"Возможность измерить скорость роста отдельных видов микробов в среде, близкой к их естественной, — большой шаг", — сказал Кох. — "Теперь мы можем применить эту базовую модель в самых разных ситуациях — для изучения бактерий в микробиоме живого животного, микроорганизмов в промышленных приложениях, таких как производство биоэнергии, или даже на пивоварне. Пределов для применения этой новой техники практически нет".