NAU-team wint $ 3 miljoen van NSF om algenmicrobioom te modelleren

algaeurope.org   Vrouwen van algen
Universiteitsteam van Noord-Arizona

De algenmat is een laminaat dat bestaat uit algen, bacteriën, schimmels en kleine dieren die op rotsen en sedimenten van rivierbeddingen groeien. Credit: Victor O. Leshyk/Northern Arizona University

A multidisciplinair team onder leiding van Northern Arizona University (NAU) heeft $ 3 miljoen gewonnen van de National Science Foundation. De prijs financiert het vertalen van de codex in het microbioom van gewone algen naar computeralgoritmen die een breed scala aan microbiële interacties kunnen voorspellen.

Het team, dat bestaat uit onderzoekers van NAU, University of California-Berkeley, Lawrence Livermore National Laboratory en University of Nebraska-Lincoln, zal experimenten uitvoeren in rivieren in Arizona en Californië. Door voedingsstoffen en zonlicht te manipuleren, zullen ze op zoek gaan naar de biologische "schakelaars" die worden aan- en uitgeschakeld door organismen die in de algenmat leven, een laminaat bestaande uit algen, bacteriën, schimmels en kleine dieren die groeien op rotsen en sedimenten van rivierbeddingen .

"Wanneer worden productieve algen giftige stammen van cyanobacteriën, die echt schadelijk kunnen zijn voor het leven in zee, honden en mensen, en wat zijn de biologische schakelaars die omslaan?" zei hoofdonderzoeker Jane Marks, professor in de biologie in het Center for Ecosystem Science and Society (Ecoss) bij NAU. "Zelfs in een relatief ongerepte rivier als de paling krijgen we deze zeer plotselinge verschuivingen van productiviteit naar toxiciteit, en we begrijpen de kantelpunten niet echt."

Omdat algenmatten lang bestudeerd zijn en relatief toegankelijk zijn om te observeren, zal het team ze gebruiken als modellen om beter te leren hoe microbiële gemeenschappen buiten rivieren zich gedragen. Het team zal veldexperimenten combineren met hightech moleculaire tools en machine learning om de complexe interacties tussen bacteriën en algen te ontrafelen in een reeks voorspellende regels. De experimenten die ze uitvoeren en de computermodellen die ze ontwikkelen, zullen duidelijk maken welke interacties tussen micro-organismen de kracht hebben om de gezondheid van een rivier of een menselijke darm te veranderen.

Nieuwe soorten metingen

"Ik ben verheugd om met dit team nieuwe soorten metingen te verzamelen, zoals soortspecifieke koolstof- en stikstofopnamesnelheden", zegt Toby Hocking, assistent-professor aan de School of Informatics, Computing, and Cyber ​​Systems bij NAU en co-hoofdonderzoeker aan het project. "Het meeste eerdere werk was beperkt tot het meten van gegevens over overvloed, wat betekent dat de individuen van een soort in een populatie worden geteld. Maar met alleen overvloedgegevens is het erg moeilijk om complexere interacties zoals mutualisme en predatie af te leiden. Het combineren van onze metabole gegevens met overvloed zal nieuwe details onthullen over interacties en relaties tussen soorten in deze microbiële gemeenschappen."

"Omdat we niet door een algenbos kunnen lopen om in kaart te brengen waar voedingsstoffen naartoe gaan, moeten we isotopische hulpmiddelen gebruiken zoals qSIP (kwantitatieve stabiele isotopenmeting) en NanoSIMS (nano secundaire ionenmassaspectrometrie), waarmee we koolstof- en stikstof terwijl het door het systeem beweegt, "zei Dr. Marks.

“Stikstof in het voedselweb van de rivier trekken, als diatomee epithemie doet, is enorm belangrijk voor vissen zoals zalm en andere rivierconsumenten”, zegt Mary Power, een professor aan de Universiteit van Californië-Berkeley en co-hoofdonderzoeker van het project. "Met behulp van de geavanceerde technologie die Ecoss heeft ontwikkeld, kunnen we volgen hoe Epithemia - het Griekse woord voor verlangen - en zijn verbazingwekkende endosymbiont stikstof in de rivier brengen."

De NSF-prijs ondersteunt de opleiding van 10 niet-gegradueerde studenten, twee postdocs en vier afgestudeerde onderzoekers bij NAU. Het team zal samenwerken met tribale gemeenschapspartners en burgerwetenschappers om veldtochten te maken die 'algentochten' worden genoemd, en is van plan om te delen wat ze leren over het algenmicrobioom door middel van community art en wetenschappelijke samenwerkingen zoals Uitgedroogd: de kunst van het water in het zuidwesten.

Alle rechten voorbehouden. Toestemming vereist om artikelen in hun geheel te herdrukken. Moet copyrightverklaring en live hyperlinks bevatten. Contact david@algaeplanet.com. Algae Planet accepteert ongevraagde manuscripten ter overweging en neemt geen verantwoordelijkheid voor de geldigheid van claims in ingediende redactionele artikelen.

advertentie
Algametrische advertentie

Aanmelden

Vacaturebank voor zeewierindustrie

Archief