Οι επιστήμονες δημιούργησαν ένα εργαστήριο μικροτσίπ για τη μελέτη ζωντανών δέντρων

Η διαδικασία των αλληλεπιδράσεων ρίζας-μικροβίου φυτού (RMI) είναι κρυμμένη κάτω από το έδαφος. Δεν δίνει

οι ερευνητές παρακολουθούν συνεχώς την προσκόλλησημικρόβια και ανταλλαγή θρεπτικών συστατικών χωρίς διακοπή και για μεγάλο χρονικό διάστημα. Για να ξεπεράσουν αυτό το πρόβλημα, οι επιστήμονες ανέλυσαν παραδοσιακά το περιβάλλον της ρίζας καλλιεργώντας φυτά σε γλάστρες, ανάμεσα σε φύλλα γυαλιού ή σε πιάτα άγαρ και στη συνέχεια παρατήρησαν τις ρίζες για φυσικές αλλαγές και μικροβιακές αλληλεπιδράσεις θυσιάζοντας ένα δείγμα. Ένα πιάτο άγαρ είναι ένα τρυβλίο Petri που περιέχει άγαρ ως στερεό θρεπτικό μέσο συν θρεπτικά συστατικά που χρησιμοποιούνται για την καλλιέργεια μικροοργανισμών.

Ωστόσο, ο ιδανικός τρόπος ελέγχουΗ σχέση μεταξύ των ριζών των φυτών και των μικροοργανισμών που τις περιβάλλουν στη ριζόσφαιρα - την πλούσια σε θρεπτικά συστατικά εδάφους που περιβάλλει τη ρίζα του φυτού - είναι να παρατηρούνται όλες οι αλληλεπιδράσεις όταν συμβαίνουν για παρατεταμένες χρονικές περιόδους και σε υψηλή ανάλυση. Έτσι, οι ερευνητές στο Argonne Biosciences Division, μαζί με τους επιστήμονες στο Argonne Nanoscale Material Center, μια εγκατάσταση χρηστών του Υπουργείου Ενέργειας του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ, ανέπτυξαν ένα τσιπ RMI: μια μικροσκοπική μικρο-ρευστή συσκευή που επιτρέπει σε μια μικρή ποσότητα υγρού να περάσει από μικροδιαύλους ή μονοπάτια σε ένα τσιπ που είναι μόνο λίγα τετράγωνα εκατοστά.

«Τα κανάλια δημιουργούνται χρησιμοποιώντας απαλή λιθογραφία,προσέγγιση για τη δημιουργία τρισδιάστατων δομών χρησιμοποιώντας μαλακά υλικά », εξηγεί ο Giorgi Babnigg, βιοπληροφορικός και μοριακός βιολόγος στην Argonne, συν-εφευρέτης της συσκευής.

Ο Babnigg και οι συνάδελφοί του χρησιμοποίησαν αυτήν την τεχνικήγια να δημιουργήσετε μια αρνητική εντύπωση της συσκευής σας. Έπειτα έγχρωσαν το καλούπι με πλαστική σιλικόνη, το θερμάνθηκαν για να σκληρύνουν και στη συνέχεια το έβγαλαν από το καλούπι. Στη συνέχεια, οι ερευνητές διάτρησαν τρύπες στο υλικό για να σχηματίσουν εισόδους και εξόδους, και τελικά το συντήρησαν με ένα κομμάτι κάλυμμα μικροσκοπίου, ώστε να μπορούν να παρατηρήσουν τι συνέβαινε μέσα στα κανάλια μέσω του μικροσκοπίου. Ως αποτέλεσμα, αποδείχθηκε mμικροσκοπικό εργαστήριο για τη μελέτη των δέντρων.

Μικρο-ρευστές συσκευές όπως αυτόδημιουργήθηκε από τον Babnigg και την ομάδα του, από καιρό χρησιμοποιείται από ερευνητές για τη μελέτη της αλληλεπίδρασης ριζών και μικροβίων, αν και αποκλειστικά σε μικρά, βραχύβια ανθοφόρα φυτά. Η νέα συσκευή είναι η πρώτη που χρησιμοποιείται σε ζωντανά ξυλώδη φυτά.

Η νέα ανάπτυξη έχει ήδη επιτρέψει στους ερευνητέςΠροσδιορίστε εάν παρατηρούνται συμβιωτικές διεργασίες, όπως η απορρόφηση από μικρόβια θρεπτικών ουσιών που εκκρίνονται από τη ρίζα του φυτού ή η απελευθέρωση υλικών όπως ο φωσφόρος και οι φυτικές ορμόνες που ελέγχουν την κίνηση της ρίζας.

ΕρευνητέςΠαρατηρούσε συνεχώς πώς αναπτύσσονται διαφορετικοί τύποι μικροβίων και αλληλεπιδρούν με τις ζωντανές ρίζες μέσω μικροσκοπίου και διαπίστωσε ότι, ελλείψει εξωτερικών θρεπτικών ουσιών, τα μικρόβια προσκολλούνται στην επιφάνεια της ρίζας και χρησιμοποιούν τα εκκρίματα ρίζας για ανάπτυξη.

Οραματιστήκαμε όλες αυτές τις αλληλεπιδράσεις ενώ το φυτό ήταν ακόμα ζωντανό. Η ικανότητά μας να το κάνουμε αυτό με τη συσκευή μας για αρκετές εβδομάδες είναι αυτό που ξεχωρίζει.

Giorgi Babnigg, βιοπληροφορικός και μοριακός βιολόγος στο Argonne, ο οποίος ανέπτυξε από κοινού τη συσκευή

Διαβάστε επίσης

Το φωτοστέφανο της Ανδρομέδας πλησιάζει τον γαλαξία μας. Σας λέμε γιατί είναι σημαντικό

Συμπτώματα κοροναϊού σε παιδιά. Σε τι πρέπει να προσέξετε;

Αποδείχθηκε ότι έκανε τον πολιτισμό των Μάγια να εγκαταλείψουν τις πόλεις τους