UNLV-mikrobiologer studerar föga kända bakterier i Nevadas fjädrar

  Mikrobiolog Brian Hedlund närmar sig våröppningen. (Mark Credico/Las Vegas Rev ... Mikrobiolog Brian Hedlund närmar sig våröppningen. (Mark Credico/Las Vegas Review-Journal)  UNLV-forskarna Cale Seymour (vänster), Brian Hedlund (mitten) och Marike Palmer (höger) lastar av sin utrustning från Hedlunds bil. (Mark Credico/Las Vegas Review-Journal)  Marike Palmer (vänster), Brian Hedlund (mitten) och Cale Seymour (höger) ställer upp nära vårens öppning. (Mark Credico/Las Vegas Review-Journal)  Cale Seymour rengör en flaska innan den innehåller ett prov. (Mark Credico/Las Vegas Review-Journal)

GRAPEVINE SPRINGS — Teamet av UNLV-mikrobiologer satte upp sin utrustning i änden av ett rör anslutet till en naturlig källa, i hopp om att filtrera några av de minsta kända levande varelserna ur det nästan 4 000 år gamla vattnet.



De letar efter att fånga omnitrophota, en flora av bakterier som är otroligt små och relativt okända för forskare. Så lite är känt om de små varelserna att mikrobiolog Brian Hedlund och andra forskare har kallat dem 'mikrobiell mörk materia.'



'De är stora linjer av mikrober som ingen någonsin har studerat tidigare,' sa Hedlund.



Hedlund och hans team, inklusive forskarna Marike Palmer och Cale Seymour, har filtrerat vattnet i många naturliga källor över södra Nevada ungefär som den här i Grapevine Springs. Dessa vatten sträcker sig från 20 år gamla till över 25 000.

'Som forensics'



Hedlund förklarade att det är särskilt svårt att studera mikroskopiska organismer eftersom man inte kan se dem med blotta ögat och de är till och med svåra att observera i mikroskop.

svart panter som betyder andlig

För att komma runt detta problem skapade det vetenskapliga samfundet en 'ren kultur' av de önskade mikroberna. En 'renkultur' är ett prov av bara den mikroskopiska organismen utan några andra mikrober närvarande.

Även om denna metod gör det möjligt för forskare att effektivt studera mikrober, sa Hedlund att den också saknar en stor mängd mikroskopiska organismer. Enligt Hedlund har cirka 75 procent av mikrobiella härstamningar aldrig odlats i en renodling i ett labb.



'De två hindren skulle vara, en, att få den att växa i labbet, och sedan två, att få den att växa av sig själv i labbet,' sa Palmer. 'Den stora majoriteten av det vi har observerat, baserat på DNA från miljöerna, kunde inte göra någon av dessa saker.'

Hedlund och hans team försöker fortfarande odla bakterierna de studerar i labbet, med en renodling om möjligt. Om de inte kan skapa och upprätthålla en ren kultur, försöker de upprätthålla samhällen av blandade mikrober i labbet och sekvensera DNA från deras önskade mikroorganism.

Hedlund beskrev identifiering av mikrober genom DNA-sekvensering som 'som kriminalteknik.' Han sa att forskarna tar DNA från ett specifikt prov och tar reda på hur nära besläktade bakterierna som de tittar på är till andra som de har observerat. Teamet använder sedan denna information för att skapa evolutionära träd för bakterierna som de har studerat.

Hedlund och Palmer kunde också tilldela namn till mikrober vars basgenom var tillräckligt fullständiga för att de skulle känna igen dem.

Hyperaktiva rovdjur

Enligt Hedlund var resan till Grapevine Springs avsedd att samla in bakterier för en testkörning i ett annat experiment – ​​att testa mikroberna för hyperaktivitet.

'Hyperaktivitet' betyder i det här sammanhanget i princip vad det låter som: Bakterierna blir otroligt aktiva under perioder.

Hedlund förklarade att andra studier av hyperaktivitet hos mikrober fann att 'obligat rovdjur' - mikroskopiska organismer som uteslutande äter andra mikrober - visade sig konsekvent visa högre nivåer av hyperaktivitet än mikrober som äter andra källor till mat.

Hedlund sa att många av de omnitrophota som teamet har observerat var mer hyperaktiva än de flesta obligatoriska rovdjur.

Denna nivå av hyperaktivitet stöder teorin bakom hur omnitrophota äter. Forskarna tror att omnitrophota antingen är parasiter eller rovdjur. Teamet kommer också att övervaka bakteriernas aktivitet under hela vistelsen på labbet för att se om den ökar när de kopplas till större mikrober, vilket skulle stödja teorin att de livnär sig på dessa mikrober.

När de samlade upp källvattnet förra månaden såg Hedlund och Seymour till att flaskorna sköljdes ordentligt och behöll sina skyddslock på efter insamlingen för att hålla solen borta från proverna. De tog sådan omsorg eftersom proverna lätt kan kontamineras och mikroberna kan också vara mycket ömtåliga.

Palmer mätte också syrenivåerna i källvattnet för att säkerställa att proverna håller ungefär samma mängd syre, så att forskarna inte av misstag dödar bakterierna.

'Stabil, men inte motståndskraftig'

I sin forskning stötte Hedlund och hans team på flera källor som var torra när de kom dit.

Han sa att medan torrare förhållanden hotar yngre källor som är mer beroende av säsongsbetonad snösmältning, är de äldre källorna faktiskt mycket stabila. Den stabiliteten kommer på bekostnad av fjädrarnas förmåga att studsa tillbaka från potentiella skador.

'Dessa fjädrar är mycket stabila, men de är inte fjädrande,' sa Hedlund. 'Så när dessa källor är döda, är de döda.'

När det gäller dessa källor kan dessa dödsfall också betyda potentiella dödsfall för tusentals arter av mikrober innan de ens har upptäckts.

'Mästare kemister'

Förutom att öka den vetenskapliga kunskapen om mikroskopiskt liv, kan det arbete som utförs av Hedlund, Palmer och Seymour också få andra tillämpningar som har en mer direkt effekt på vardagen.

Palmer och Hedlund berättade om de praktiska tillämpningarna som har kommit till följd av mikroorganismer, som inkluderar en rad mat- och dryckesprodukter som vinäger, öl, ost och en mängd olika konserveringsmedel.

'Det finns bara en så stor mångfald av saker som de kan göra, vilket vi inte kan,' sa Palmer.

obamas rikedom före och efter presidentskapet

Enzymer som härrörde från mikroskopiskt liv hjälpte också till att utveckla vetenskapliga verktyg. Ett exempel är omvänd transkriptionspolymeraskedjereaktion som används i vissa COVID-19-tester.

'Vi försöker i princip samtidigt upptäcka mångfalden av organismerna som helhet', sa Palmer, 'men försöker också förbättra vår förståelse för vad som utgör dessa organismer och vilka färdigheter de skulle ha som potentiellt skulle kunna hjälpa till. oss.'

Kontakta Mark Credico på mcredico@reviewjournal.com . Följ honom på Twitter @MarkCredicoII .