Equipe NAU ganha US $ 3 milhões da NSF para o Microbiome Model Algal

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Equipe da Northern Arizona University

A esteira de algas é um laminado composto de algas, bactérias, fungos e pequenos animais que crescem em rochas e sedimentos de leitos de rios. Crédito: Victor O. Leshyk / Northern Arizona University

A A equipe multidisciplinar liderada pela Northern Arizona University (NAU) ganhou US $ 3 milhões da National Science Foundation. O prêmio financiará a tradução do códice contido no microbioma de algas comuns em algoritmos de computador que podem prever uma ampla gama de interações microbianas.

A equipe, que inclui pesquisadores da NAU, da Universidade da Califórnia-Berkeley, do Laboratório Nacional Lawrence Livermore e da Universidade de Nebraska-Lincoln, realizará experimentos em rios no Arizona e na Califórnia. Ao manipular nutrientes e luz solar, eles procuram os "interruptores" biológicos que são ligados e desligados por organismos que vivem no tapete de algas, um laminado composto de algas, bactérias, fungos e pequenos animais que crescem em rochas e sedimentos de leitos de rios .

“Quando as algas produtivas se tornam cepas tóxicas de cianobactérias, que podem ser realmente prejudiciais à vida marinha, aos cães e aos humanos, e quais são os interruptores biológicos que mudam?” disse a investigadora principal Jane Marks, professora de biologia no Centro de Ciência e Sociedade de Ecossistemas (Ecoss) da NAU. “Mesmo em um rio relativamente puro como o Enguia, temos essas mudanças repentinas de produtividade para toxicidade e não entendemos realmente os pontos de inflexão.”

Como os tapetes de algas são estudados há muito tempo e são relativamente acessíveis para observação, a equipe os usará como modelos para aprender melhor como as comunidades microbianas além dos rios se comportam. A equipe vai combinar experimentos de campo com ferramentas moleculares de alta tecnologia e aprendizado de máquina para desvendar as complexas interações entre bactérias e algas em um conjunto de regras de previsão. Os experimentos que eles realizam e os modelos de computador que desenvolvem iluminarão quais interações entre os microrganismos têm o poder de mudar a saúde de um rio ou do intestino humano.

Novos tipos de medidas

“Estou animado para reunir novos tipos de medições com esta equipe, como taxas de absorção de carbono e nitrogênio específicas da espécie”, disse Toby Hocking, professor assistente na Escola de Informática, Computação e Sistemas Cibernéticos da NAU e co-investigador principal no projeto. “A maioria dos trabalhos anteriores se limitou à medição de dados de abundância, o que significa contar os indivíduos de uma espécie em uma população. Mas ter apenas dados de abundância torna muito difícil inferir interações mais complexas, como mutualismo e predação. Combinar nossos dados metabólicos com abundância revelará novos detalhes sobre as interações e relações entre as espécies nessas comunidades microbianas. ”

“Uma vez que não podemos andar por uma floresta de algas para mapear para onde os nutrientes estão indo, precisamos usar ferramentas isotópicas como qSIP (sondagem de isótopos estáveis ​​quantitativos) e NanoSIMS (espectrometria de massa de íons secundários nano), que nos permitem seguir o carbono e o nitrogênio se move pelo sistema ”, disse o Dr. Marks.

“Puxando nitrogênio para a teia alimentar do rio, como a diatomácea Epitemia faz, é extremamente importante para peixes como o salmão e outros consumidores ribeirinhos ”, disse Mary Power, professora da Universidade da Califórnia-Berkeley e co-investigadora principal do projeto. “Usando a sofisticada tecnologia desenvolvida pela Ecoss, podemos rastrear como Epithemia - a palavra grega para desejo - e seu incrível endossimbionte trazem nitrogênio para o rio.”

O prêmio NSF apoiará o treinamento de 10 alunos de graduação, dois pós-doutorandos e quatro pesquisadores de pós-graduação na NAU. A equipe irá colaborar com parceiros da comunidade tribal e cientistas cidadãos para conduzir viagens de campo chamadas de "invasões de algas" e planeja compartilhar o que aprenderam sobre o microbioma de algas por meio de colaborações científicas e artísticas da comunidade, como Ressecado: a arte da água no sudoeste.

Todos os direitos reservados. É necessária permissão para reimprimir artigos na íntegra. Deve incluir declaração de direitos autorais e hyperlinks ao vivo. Contato david@algaeplanet.com. Algae Planet aceita manuscritos não solicitados para consideração e não se responsabiliza pela validade das alegações feitas no editorial enviado.

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