Vědci zřídili laboratoř mikročipů ke studiu živých stromů

Proces interakcí kořenů a mikrobů rostlin (RMI) je skrytý pod půdou. Nedává to

výzkumníci neustále monitorují připojenímikrobů a výměna živin bez přerušení a po dlouhou dobu. Aby se tomuto problému vyhnuli, vědci tradičně analyzovali prostředí kořenů pěstováním rostlin v květináčích, mezi tabulemi skla nebo v agarových miskách a poté u kořenů pozorovali fyzické změny a mikrobiální interakce obětováním vzorku. Agarová miska je Petriho miska obsahující agar jako pevné živné médium plus živiny používané pro kultivaci mikroorganismů.

Ideální způsob ovládáníVztah mezi kořeny rostlin a jejich okolními mikroorganismy v rhizosféře - oblasti bohaté na živiny v půdě obklopující kořen rostliny - je sledovat všechny interakce, ke kterým dochází po delší dobu a ve vysokém rozlišení. Takže vědci z divize biologických věd Argonne spolu s vědci z Argonne Nanoscale Materials Center, uživatelského zařízení Vědecké kanceláře amerického ministerstva energetiky, vyvinuli čip RMI: malé mikrofluidní zařízení, které umožňuje průchod malého množství kapaliny přes mikrokanály nebo cesty na čipu, které mají velikost jen několik čtverců.

„Kanály jsou vytvářeny pomocí měkké litografie,přístup k vytváření trojrozměrných struktur pomocí měkkých materiálů, “vysvětluje Giorgi Babnigg, bioinformatika a molekulární biolog ve společnosti Argonne, spoluautor zařízení.

Babnigg a jeho kolegové použili tuto technikuabyste vytvořili negativní dojem ze svého zařízení. Poté formu polili silikonem podobným plastu, zahřáli ji, aby ztuhla, a poté ji z formy vyjmuli. Vědci poté vyrazili otvory do materiálu, aby vytvořili vstupy a výstupy, a nakonec ho spojili s kouskem krycího sklíčka mikroskopu, aby mohli mikroskopem sledovat, co se děje uvnitř kanálů. Ve výsledku se ukázalo mminiaturní laboratoř pro studium stromů.

Taková mikrofluidní zařízenívytvořený Babniggem a jeho týmem, vědci již dlouho používali ke studiu interakce kořenů a mikrobů, i když výhradně v malých, krátkodobě kvetoucích rostlinách. Nové zařízení je první, které se používá na živých dřevinách.

Nový vývoj již umožnil výzkumným pracovníkůmZjistěte, zda jsou pozorovány symbiotické procesy, jako je absorpce živin vylučovaných kořenem rostliny mikroby nebo uvolňování materiálů, jako je fosfor a rostlinné hormony, které řídí pohyb kořene.

Během několika týdnů, vědcinepřetržitě sledoval, jak různé typy mikrobů rostou a interagují s živými kořeny pomocí mikroskopu, a zjistil, že při absenci vnějších živin se mikroby skutečně připojují k povrchu kořene a používají pro růst kořenové exsudáty.

Vizualizovali jsme všechny tyto interakce, když byla rostlina ještě naživu. Naše schopnost dělat to s naším zařízením po dobu několika týdnů je to, co tuto práci odlišuje.

Giorgi Babnigg, bioinformatik a molekulární biolog z Argonne, který se podílel na vývoji zařízení

Přečtěte si také

Svatozář Andromedy se blíží k naší galaxii. Řekneme vám, proč je to důležité

Příznaky koronaviru u dětí. Na co byste měli dávat pozor?

Ukázalo se, že Mayská civilizace opustila jejich města