脏,易怒的饭菜适合微生物(久)

在沙漠和其他干旱的土地,土壤微生物经常形成很薄的顶部层称为biocrusts,这行为有点像里普·万·温克尔。他将自己从一个压力的环境,几十年来,睡觉和醒来时改变世界;同样,biocrust微生物长期潜伏,直到降水(如突然倾盆大雨)唤醒他们。了解更多关于微生物之间的交互社区也被称为“微生物”——biocrusts及其适应严酷的环境下可以提供重要的线索来帮助阐明土壤微生bet188真人物的角色在全球碳循环。

“支持美国能源部的使命解开复杂的碳循环中,我们使用biocrust系统检查特定代谢产物在土壤和微生物如何针对这些化合物,”特伦特北方说,劳伦斯伯克利国家实验室的一名科学家(伯克利实验室)和美国能源部的基因组联合研究所(DOE变得),美国能源部科学办公室的用户设备。“溶解有机碳(DOC)和土壤微生物的研究通常是广泛的团体,我们想要检查特定的土壤代谢产物的多样性之间的关系和微生物的多样性。”

在最近发表的一项研究北方领导的研究小组使用七从沙漠biocrusts细菌分离株,其中之一的藻青菌Microcoleus vaginatus DOE JGI-that已经测序的早期工作的重点。隔离种植在北方的描述为“一个虚拟自助餐”的代谢物包含近500种化合物,直到他们停止增长。北方和他的合作者部署一套工具,他称之为“exometabolomics”,利用最新的质谱技术分析功能的定量衡量每一个微生物和biocrust社区变换代谢物的复杂混合物,在这种情况下,从土壤。

社区活动:biocrust自助餐

“传统上,研究人员应用大类研究土壤碳和微生物时,分组的食物和人自助餐到广泛的组织和测量总热量每组人吃,“北方说。“但是人们在自助餐不吃同样的东西;素食者不会接触到肉,其他人则对谷蛋白过敏等等。同样,biocrusts大自助餐,我们在研究中发现,他们每个人都使用不同的分数的医生,所以需要一个社区自助消费。”

“我们惊奇地发现,不同的微生物检查每个目标特定的代谢产物,在个体隔离只用一个小range-13-26占代谢物,”说,该研究的第一作者理查德Baran也来自伯克利实验室。更令人吃惊的研究团队缺乏重叠在微生物的基质的偏好,只有少数代谢物被所有消费。

“这可能是一个重要的机制,以帮助支持多样的微生物在土壤中,“北方说。“如果每种类型的目标独特的微生物代谢产物可以避免专业化的完全竞争,但总的来说他们代谢复杂碳池。通过吃不同的菜单上,代谢物可以帮助支持更多的微生物多样性。”

另一个观察北方从这些结果指出,在许多情况下,发现代谢产物释放微生物被另一个。这个发现表明,可能有一个食物网biocrusts微生物个体的微生物可能相互依赖特定的代谢产物。“本质上,微生物不吃彼此的午餐如果他们依赖于其他特定的代谢物,“北方说,描述这个支持土壤生物多样性的可能机制。

连接基因组学和微生物的新陈代谢

尽管biocrusts团队专注于在本文中包括一个非常简单的模型系统,他们说他们计划exometabolomics适用于更多的复杂的土壤系统和微生物。“我们真的试图定义是代谢产物的多样性和微生物多样性之间的联系?有什么具体的化合物,和那些特定的化合物是如何改变了特定的微生物,“北方说。“这是exometabolomics。”

团队的长期目标是开发exometabolomics作为预测工具。通过与土壤碳循环链接序列数据,北方说,研究人员可以,例如,metagenome和预测代谢物在环境中存在。

“这部小说代谢组学的应用微生物生态学,”弗兰Garcia-Pichel说院长自然科学,文科和理科学院,亚利桑那州立大学的一个论文的资深作者,“尤其令人兴奋,因为它带来了潜在的直接链接现代基因组进步与微生物代谢的传统知识,与附加值。”