Des scientifiques ont mis en place un laboratoire de micropuces pour étudier les arbres vivants

Le processus d’interactions racines-microbes des plantes (RMI) est caché sous le sol. Ça ne donne pas

les chercheurs surveillent en permanence l’attachementmicrobes et échange de nutriments sans interruption et pendant une longue période. Pour contourner ce problème, les scientifiques analysent traditionnellement l'environnement des racines en cultivant des plantes dans des pots, entre des feuilles de verre ou dans des boîtes de gélose, puis observent les racines pour détecter les changements physiques et les interactions microbiennes en sacrifiant un échantillon. est une boîte de Pétri contenant de la gélose comme milieu nutritif solide ainsi que des nutriments utilisés pour la culture des micro-organismes.

Cependant, le moyen idéal de contrôlerLa relation entre les racines des plantes et leurs micro-organismes environnants dans la rhizosphère - la zone riche en nutriments du sol entourant une racine de plante - consiste à observer toutes les interactions lorsqu'elles se produisent sur de longues périodes de temps et en haute résolution. Ainsi, des chercheurs de la division Argonne Biosciences, ainsi que des scientifiques du Argonne Nanoscale Materials Center, une installation utilisateur du bureau des sciences du département américain de l'énergie, ont développé une puce RMI: un petit dispositif microfluidique qui permet à une petite quantité de liquide de passer à travers des microcanaux ou des chemins sur une puce, de quelques carrés seulement. centimètres de diamètre.

«Les canaux sont créés en utilisant une lithographie douce,approche de création de structures 3D à partir de matériaux souples », explique Giorgi Babnigg, bioinformatiste et biologiste moléculaire à Argonne, co-auteur du dispositif.

Babnigg et ses collègues ont utilisé cette techniquepour créer une impression négative de votre appareil. Ils ont ensuite aspergé le moule avec un silicone de type plastique, l'ont chauffé pour le solidifier, puis l'ont retiré du moule. Les chercheurs ont ensuite percé des trous dans le matériau pour former des entrées et des sorties, et l'ont finalement fusionné avec un morceau de lamelle de microscope afin qu'ils puissent observer ce qui se passait à l'intérieur des canaux à travers le microscope. En conséquence, il s'est avéré mlaboratoire miniature pour l'étude des arbres.

Des appareils microfluidiques comme çacréé par Babnigg et son équipe, a longtemps été utilisé par les chercheurs pour étudier l'interaction des racines et des microbes, bien que exclusivement dans les petites plantes à fleurs de courte durée. Le nouvel appareil est le premier à être utilisé sur les plantes ligneuses vivantes.

Le nouveau développement a déjà permis aux chercheursDéterminez si des processus symbiotiques sont observés, tels que l'absorption par les microbes de nutriments sécrétés par la racine de la plante ou la libération de matières telles que le phosphore et les hormones végétales qui contrôlent le mouvement de la racine.

Des chercheursa observé en permanence comment différents types de microbes se développent et interagissent avec des racines vivantes au microscope, et a constaté qu'en l'absence de nutriments externes, les microbes se fixent à la surface des racines et utilisent les exsudats des racines pour la croissance.

Nous avons visualisé toutes ces interactions alors que la plante était encore vivante. Notre capacité à faire cela avec notre appareil pendant plusieurs semaines est ce qui distingue ce travail.

Giorgi Babnigg, bioinformaticien et biologiste moléculaire à Argonne qui a co-développé l'appareil

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