Микробиолог Стив Техтманн получил награду DARPA для молодых преподавателей (YFA) за изучение биосигнатур микробов, которые определяют, через какие воды они пересекаются.
Техтманн, доцент биологии и научный сотрудник Исследовательского центра Великих озер Мичиганского технологического университета, ищет единственный микроб. А точнее 22 из них. В каждом порту, который он посещает по всему миру - от Сингапура до Роттердама и Грин-Бей - он надеется найти в каждом месте уникальный вид микробов. Если геном микроба достаточно отчетлив, его можно использовать в качестве маркера, чтобы увидеть, куда путешествовали корабли. В конце концов, этот метод можно будет использовать для усиления защиты, а также для мониторинга окружающей среды.
Он будет путешествовать этим летом и осенью, чтобы собрать пробы воды в портах и судовые трюмы в 22 портах по всему миру. Его работа началась ближе к дому с портов вокруг озера Верхнее, где команда Техтмана обнаружила по крайней мере один уникальный род в нескольких городах вокруг озера Верхнее..
«Корабль похож на ловушку для микробов, поскольку он проходит через эти порты», - говорит Техтманн, добавляя, что разные микробы могут предпочесть открытую воду трюмам, поскольку они имеют тенденцию быть темными, различаться по содержанию питательных веществ и иногда жирный. «Другая проблема заключается в том, что корабли могут доставлять микробы из других портов, что усложняет сигнатуру».
Чтобы выяснить, где и какие микробы находятся, Техтманн и его исследовательская группа соберут 30-50 образцов из 22 портов, которые они будут изучать. Во многих микробных исследованиях можно использовать всего три или четыре образца для изучения микробов в окружающей среде. Но чтобы разобраться, какие микробы являются сигнатурными видами, а какие также присутствуют в трюмных водах, а затем сравнить все различные порты, чтобы увидеть, есть ли совпадения, требуется дополнительная вычислительная мощность и, следовательно, больше образцов. Он объединит машинное обучение и секвенирование генома, чтобы разработать чувствительный инструмент, который просматривает все различные образцы воды и определяет состав каждого из них.
Это может привести к тому, что Techtmann называет «пространственными датчиками», где идентификация ключевых микробов дает представление о границе между биологией и географией. Микробные пространственные датчики потенциально могут использоваться для оценки того, полностью ли восстановлены водно-болотные угодья, или для мониторинга распространения загрязняющих веществ.
«На базовом уровне это попытка понять, что заставляет набор организмов жить в одном месте, а не в другом», - говорит он, добавляя, что в микробной экологии есть поговорка: «Все есть везде, но природа выбирает».."
Определение микробных биосигнатур портов по всему миру - один из способов проверить, верна ли эта гипотеза или она исчезнет с трюмными водами.