Các nhà vi trùng học UNLV nghiên cứu vi khuẩn ít được biết đến ở Nevada springs

  Nhà vi trùng học Brian Hedlund sắp khai mạc mùa xuân. (Mark Credico/Las Vegas Rev... Nhà vi trùng học Brian Hedlund sắp khai mạc mùa xuân. (Mark Credico/Las Vegas Review-Journal)  Các nhà nghiên cứu của UNLV Cale Seymour (trái), Brian Hedlund (giữa) và Marike Palmer (phải) dỡ thiết bị của họ khỏi xe của Hedlund. (Mark Credico/Las Vegas Review-Journal)  Marike Palmer (trái), Brian Hedlund (giữa) và Cale Seymour (phải) chuẩn bị gần lễ khai mạc mùa xuân. (Mark Credico/Las Vegas Review-Journal)  Cale Seymour làm sạch một cái chai trước khi nó chứa mẫu. (Mark Credico/Las Vegas Review-Journal)

GRAPEVINE SPRINGS — Nhóm các nhà vi trùng học UNLV đã thiết lập thiết bị của họ ở cuối đường ống nối với suối tự nhiên, với hy vọng lọc được một số sinh vật nhỏ nhất được biết đến ra khỏi nước gần 4.000 năm tuổi.



Họ đang tìm cách bắt omnitrophota, một loại vi khuẩn cực kỳ nhỏ và tương đối xa lạ với các nhà khoa học. Người ta biết rất ít về những sinh vật nhỏ bé mà nhà vi trùng học Brian Hedlund và các nhà khoa học khác đã gọi chúng là “vật chất tối của vi sinh vật”.



Hedlund nói: “Chúng là những dòng vi khuẩn chính mà chưa ai từng nghiên cứu trước đây.



Hedlund và nhóm của ông, bao gồm các nhà nghiên cứu Marike Palmer và Cale Seymour, đã lọc nước ở nhiều suối tự nhiên trên khắp Nam Nevada giống như suối này ở Grapevine Springs. Những vùng nước này có độ tuổi từ 20 đến hơn 25.000.

‘Giống như pháp y’



Hedlund giải thích rằng việc nghiên cứu các vi sinh vật đặc biệt khó khăn vì bạn không thể nhìn thấy chúng bằng mắt thường và thậm chí rất khó quan sát chúng dưới kính hiển vi.

Để giải quyết vấn đề này, cộng đồng khoa học đã tạo ra một “nền văn hóa thuần túy” gồm các vi khuẩn mong muốn. “Nền văn hóa thuần túy” là một mẫu chỉ gồm sinh vật cực nhỏ không có vi khuẩn nào khác.

Mặc dù phương pháp này cho phép các nhà khoa học nghiên cứu vi khuẩn một cách hiệu quả, nhưng Hedlund cho biết nó cũng bỏ sót một lượng lớn vi sinh vật. Theo Hedlund, khoảng 75% dòng vi sinh vật chưa bao giờ được nuôi cấy thuần túy trong phòng thí nghiệm.



Palmer nói: “Hai rào cản sẽ là, một là khiến nó phát triển trong phòng thí nghiệm, và sau đó, hai là khiến nó tự phát triển trong phòng thí nghiệm. “Phần lớn những gì chúng tôi quan sát được, dựa trên DNA từ môi trường, đều không thể thực hiện một trong hai điều đó.”

Hedlund và nhóm của ông vẫn cố gắng nuôi cấy vi khuẩn mà họ đang nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, với môi trường nuôi cấy thuần khiết nếu có thể. Nếu họ không thể tạo và duy trì một nền văn hóa thuần túy, thì họ sẽ cố gắng duy trì các cộng đồng vi khuẩn hỗn hợp trong phòng thí nghiệm và giải trình tự DNA của vi sinh vật mong muốn của họ.

Hedlund mô tả việc xác định vi khuẩn bằng trình tự DNA là “giống như pháp y”. Ông cho biết các nhà khoa học lấy DNA từ một mẫu cụ thể và tìm ra mối liên hệ chặt chẽ của vi khuẩn mà họ đang xem xét với những vi khuẩn khác mà họ đã quan sát được. Sau đó, nhóm sử dụng thông tin này để tạo cây tiến hóa cho vi khuẩn mà họ đã nghiên cứu.

Hedlund và Palmer cũng có thể gán tên cho các vi khuẩn có bộ gen cơ sở đủ hoàn chỉnh để chúng nhận ra.

động vật ăn thịt hiếu động

ngày 21 tháng 8 dấu hiệu hoàng đạo

Theo Hedlund, chuyến đi đến Grapevine Springs nhằm mục đích thu thập vi khuẩn để chạy thử nghiệm trong một thí nghiệm khác - kiểm tra vi khuẩn về tính hiếu động.

“Tăng động” trong ngữ cảnh này về cơ bản có nghĩa giống như tên gọi của nó: Vi khuẩn trở nên cực kỳ năng động trong một khoảng thời gian.

Hedlund giải thích rằng các nghiên cứu khác về tính hiếu động ở vi khuẩn đã phát hiện ra rằng “những kẻ săn mồi bắt buộc” — những sinh vật cực nhỏ chuyên ăn các vi khuẩn khác — được phát hiện là luôn thể hiện mức độ hiếu động cao hơn so với những vi khuẩn ăn các nguồn thức ăn khác.

Hedlund nói rằng nhiều loài ăn tạp mà nhóm đã quan sát thấy hiếu động hơn hầu hết các loài săn mồi bắt buộc.

Mức độ hiếu động này hỗ trợ cho lý thuyết đằng sau cách thức ăn của Omnitrophota. Các nhà khoa học tin rằng omnitrophota là ký sinh trùng hoặc động vật ăn thịt. Nhóm cũng sẽ theo dõi hoạt động của vi khuẩn trong suốt thời gian họ ở phòng thí nghiệm để xem liệu nó có tăng lên khi gắn với các vi khuẩn lớn hơn hay không, điều này sẽ hỗ trợ cho giả thuyết rằng chúng đang ăn những vi khuẩn đó.

Khi họ thu thập nước suối vào tháng trước, Hedlund và Seymour đảm bảo rằng các chai được rửa sạch đúng cách và đậy nắp bảo vệ sau khi thu thập để tránh ánh nắng mặt trời chiếu vào các mẫu. Họ đã cẩn thận như vậy vì các mẫu có thể dễ bị nhiễm bẩn và vi khuẩn cũng có thể rất dễ vỡ.

Palmer cũng đo nồng độ oxy trong nước suối để đảm bảo rằng các mẫu giữ lượng oxy ở mức như nhau, nhờ đó các nhà nghiên cứu không vô tình giết chết vi khuẩn.

‘Ổn định, nhưng không kiên cường’

Trong nghiên cứu của mình, Hedlund và nhóm của ông đã gặp phải nhiều con suối khô cạn khi họ đến đó.

Ông nói rằng trong khi điều kiện khô hạn hơn đe dọa những con suối trẻ phụ thuộc nhiều hơn vào tuyết tan theo mùa, thì những con suối già hơn thực sự rất ổn định. Sự ổn định đó phải trả giá bằng khả năng bật trở lại của lò xo sau những hư hỏng có thể xảy ra.

Hedlund nói: “Những lò xo này rất ổn định, nhưng chúng không đàn hồi. “Vì vậy, khi những lò xo này chết, chúng sẽ chết.”

Trong trường hợp của những con suối này, những cái chết đó cũng có thể đồng nghĩa với cái chết tiềm ẩn của hàng nghìn loài vi khuẩn trước khi chúng được phát hiện.

23/8 cung hoàng đạo

‘Bậc thầy hóa học’

Bên cạnh việc nâng cao kiến ​​thức khoa học về sự sống vi mô, công trình do Hedlund, Palmer và Seymour thực hiện cuối cùng cũng có thể có những ứng dụng khác có ảnh hưởng trực tiếp hơn đến cuộc sống hàng ngày.

Palmer và Hedlund đã nói về những ứng dụng thực tế do vi sinh vật mang lại, bao gồm nhiều sản phẩm thực phẩm và đồ uống như giấm, bia, pho mát và nhiều loại chất bảo quản.

Palmer nói: “Có rất nhiều thứ mà họ có thể làm, điều mà chúng ta không thể làm được.

Các enzym có nguồn gốc từ sự sống vi mô cũng giúp phát triển các công cụ khoa học. Một ví dụ là các phản ứng chuỗi polymerase phiên mã ngược được sử dụng trong một số xét nghiệm COVID-19.

“Về cơ bản, chúng tôi đồng thời cố gắng khám phá sự đa dạng của các sinh vật nói chung,” Palmer nói, “nhưng sau đó cũng cố gắng nâng cao hiểu biết của chúng tôi về những gì tạo nên những sinh vật đó và những kỹ năng mà chúng có thể có khả năng giúp ích. chúng ta.'

Liên hệ với Mark Credico tại mcredico@reviewjournal.com . Theo dõi anh ấy trên Twitter @MarkCredicoII .