संशोधकांनी नवीन हाय-थ्रूपुट स्टेबल आइसोटोप प्रोबिंग (HT-SIP) पाइपलाइन आणि मेटाजेनोमिक्सचा वापर करून फायदेशीर वनस्पती सिम्बिअंट, आर्बस्क्युलर मायकोरायझल फंगी (AMF) च्या सभोवतालच्या सक्रिय मायक्रोबायोमचा प्रथम देखावा मिळवला. क्रेडिट: लॉरेन्स लिव्हरमोर राष्ट्रीय प्रयोगशाळा
वन्य सूक्ष्मजंतूंची ओळख त्यांच्या शारीरिक वैशिष्ट्ये आणि पर्यावरणीय कार्यांशी जोडणे हे पर्यावरणीय सूक्ष्मजीवशास्त्रज्ञांचे मुख्य उद्दिष्ट आहे. या उद्दिष्टासाठी प्रयत्न करणाऱ्या तंत्रांपैकी, स्थिर समस्थानिक प्रोबिंग—SIP— नैसर्गिक सेटिंगमध्ये सक्रिय सूक्ष्मजीवांचा अभ्यास करण्यासाठी सर्वात प्रभावी मानले जाते.
लॉरेन्स लिव्हरमोर नॅशनल लॅबोरेटरी (LLNL) शास्त्रज्ञांनी एक नवीन तंत्र विकसित केले आहे-उच्च-थ्रूपुट SIP—जे स्थिर समस्थानिक तपासणीच्या प्रक्रियेतील अनेक पायऱ्या स्वयंचलित करते, जे प्रयोगशाळेच्या संवर्धनाची गरज नसताना, वास्तववादी परिस्थितीत सूक्ष्मजीवांच्या सूक्ष्मजीवांच्या क्रियाकलापांची तपासणी करण्यास अनुमती देते.
SIP मध्ये, सक्रिय सूक्ष्मजंतू त्यांच्या बायोमासमध्ये स्थिर समस्थानिकांच्या समावेशाद्वारे ओळखले जातात. ही मायक्रोबियल इकोलॉजीमधील सर्वात शक्तिशाली पद्धतींपैकी एक आहे कारण ती स्थानिक परिस्थितीत जटिल समुदायांमध्ये सक्रिय सूक्ष्मजंतू आणि त्यांचे शारीरिक गुणधर्म (सबस्ट्रेट वापर, सेल्युलर बायोकेमिस्ट्री, चयापचय, वाढ, मृत्युदर) ओळखू शकते.
सामान्यतः, एसआयपी पद्धतीसाठी मोठ्या प्रमाणावर श्रम आवश्यक असतात आणि केवळ नमुन्यांची संख्या कमी असते. परंतु नवीन LLNL तंत्राला मॅन्युअल SIP च्या तुलनेत एक षष्ठांश श्रम आवश्यक आहे आणि एकाच वेळी 16 नमुन्यांची प्रक्रिया करण्याची परवानगी देते.
"आमचा अर्ध-स्वयंचलित दृष्टीकोन ऑपरेटरचा वेळ कमी करतो आणि SIP च्या सर्वात श्रम-केंद्रित चरणांना लक्ष्य करून पुनरुत्पादनक्षमता सुधारतो," LLNL शास्त्रज्ञ एरिन नुसिओ आणि मायक्रोबायोम जर्नलमध्ये प्रकाशित झालेल्या पेपरचे प्रमुख लेखक म्हणाले. "आम्ही आता हा दृष्टीकोन एक हजाराहून अधिक नमुन्यांची प्रक्रिया करण्यासाठी वापरला आहे, ज्यात काही अत्यंत कमी अभ्यासलेल्या मातीच्या सूक्ष्म निवासस्थानांचा समावेश आहे."
असाच एक सूक्ष्म निवास म्हणजे मायकोरायझीच्या ऊतींच्या आसपासची माती - एक प्रकारची बुरशी जी जमिनीतील 72% वनस्पतींशी सहजीवन संबंध बनवते. वनस्पती कार्बनच्या बदल्यात, बुरशी (आर्बस्क्युलर मायकोरिझल बुरशी) त्याच्या यजमानांना नायट्रोजन, फॉस्फरस आणि पाणी यासारख्या आवश्यक संसाधनांचा पुरवठा करते.
या पुराव्याच्या संकल्पनेच्या अभ्यासात, लेखकांनी मातीतील मायकोरायझल बुरशीद्वारे उत्तेजित परस्परसंवादाचे "फूड वेब" दाखवले.
“आम्हाला वाटते की वनस्पती कार्बनचे मातीमध्ये विस्तृतपणे वितरण कसे केले जाते यासाठी हा एक प्रमुख मार्ग आहे. ग्रहावर सेंद्रिय कार्बन सक्रियपणे सायकल चालवण्याचा सर्वात मोठा तलाव मातीमध्ये आहे,” असे सह-संबंधित लेखिका जेनिफर पेट-रिज म्हणाली, जे LLNL प्रकल्पाचे प्रमुख आणि ऊर्जा विभागाच्या विज्ञान कार्यालयाच्या प्रमुख आहेत “मायक्रोब्स पर्सिस्ट” सॉइल मायक्रोबायोम सायंटिफिक फोकस एरिया . "आम्ही थोड्या प्रमाणात डीएनए अनुक्रमित केले, सक्रिय जीव निश्चित केले आणि नंतर त्यांचे जीनोम आणि संभाव्य परस्परसंवादाची पुनर्रचना केली."
इतर LLNL लेखकांमध्ये स्टीव्हन ब्लेझविच, मारिसा लाफ्लर, ऍशले कॅम्पबेल, जेफ्री किंब्रेल, जेसिका वोलार्ड, रॅचेल हेस्ट्रिन तसेच लॉरेन्स बर्कले नॅशनल लॅबोरेटरी, डीओई जॉइंट जीनोम इन्स्टिट्यूट आणि कॅलिफोर्निया विद्यापीठ, बर्कले यांच्या संशोधकांचा समावेश आहे.