מדענים הקימו מעבדת שבבים לחקר עצים חיים

תהליך האינטראקציות בין שורש למיקרוב (RMI) מוסתר מתחת לאדמה. זה לא נותן

חוקרים עוקבים באופן רציף אחר ההתקשרותחיידקים והחלפת חומרים מזינים ללא הפרעה ולאורך זמן. כדי לעקוף בעיה זו, מדענים ניתחו באופן מסורתי את סביבת השורשים על ידי גידול צמחים בעציצים, בין יריעות זכוכית או בכלי אגר, ולאחר מכן צפו בשורשים לשינויים פיזיים ואינטראקציות מיקרוביאליות על ידי הקרבת דגימה. צלחת אגר. הוא צלחת פטרי המכילה אגר כתווך תזונתי מוצק בתוספת חומרים מזינים המשמשים לגידול מיקרואורגניזמים.

עם זאת, הדרך האידיאלית לשלוטהקשר בין שורשי הצמחים לבין המיקרואורגניזמים הסובבים אותם באיזור הריזוספירה - האזור העשיר בתזונה של אדמה המקיפה שורש צמח - הוא לצפות בכל האינטראקציות כאשר הן מתרחשות לאורך תקופות זמן ובברזולוציה גבוהה. כך שחוקרים בחטיבת הביולוגיה של ארגון, יחד עם מדענים במרכז הארגונים הננומטריים בארגון, מתקן משתמשים של משרד המדע של מחלקת האנרגיה האמריקאית, פיתחו שבב RMI: מכשיר מיקרו-נוזלי זעיר המאפשר לכמות קטנה של נוזלים לעבור דרך ערוצי מיקרו או שבילים על שבב שגודלו בודד. רוחב סנטימטרים.

"ערוצים נוצרים באמצעות ליטוגרפיה רכה,גישה ליצירת מבנים תלת מימדיים באמצעות חומרים רכים ", מסביר ג'ורג'י באבניג, ביואינפורמטיקאי וביולוג מולקולרי בארגון, מחבר שותף למכשיר.

באבניג ועמיתיו השתמשו בטכניקה זוכדי ליצור רושם שלילי מהמכשיר שלך. לאחר מכן הם הרוויחו את התבנית בסיליקון דמוי פלסטיק, חיממו אותה להתמצקות ואז הסירו אותה מהתבנית. החוקרים אגרפו חורים בחומר ליצירת כניסות ושקעים, ולבסוף התמזגו בחתיכת כיסוי מיקרוסקופ כדי שיוכלו לראות את המתרחש בתוך התעלות דרך המיקרוסקופ. כתוצאה, התברר ממעבדה מיניאטורית לחקר עצים.

מכשירים מיקרופלואידיים כאלהשנוצרו על ידי באבניג וצוותו, שימש זמן רב על ידי חוקרים לחקר יחסי הגומלין של שורשים וחיידקים, אם כי אך ורק בצמחים פורחים קטנים וקצרים. המכשיר החדש הוא הראשון לשימוש בצמחים עציים חיים.

ההתפתחות החדשה כבר אפשרה לחוקריםקבע אם נצפים בתהליכים סימביוטיים, כגון ספיגה על ידי חיידקים של חומרים מזינים המופרשים על ידי שורש הצמח, או שחרור של חומרים כגון זרחן והורמונים צמחיים השולטים בתנועת השורש.

תוך מספר שבועות חוקריםצפה ללא הרף כיצד סוגים שונים של חיידקים גדלים ומתקשרים עם שורשים חיים באמצעות מיקרוסקופ, ומצא כי בהיעדר חומרים מזינים חיצוניים, חיידקים אכן מתחברים למשטח השורש ומשתמשים בהפרשות שורש לצמיחה.

דמיינו את כל האינטראקציות הללו בזמן שהצמח עדיין חי. היכולת שלנו לעשות זאת עם המכשיר שלנו במשך מספר שבועות היא זו שמייחדת את העבודה הזו.

Giorgi Babnigg, ביואינפורמטיקאי וביולוג מולקולרי ב-Argonne שפיתח יחד את המכשיר

קרא גם

הילה אנדרומדה מתקרב לגלקסיה שלנו. אנו אומרים לך מדוע זה חשוב

תסמינים של נגיף קורונה אצל ילדים. למה כדאי לשים לב?

התברר שגרם לתרבות המאיה לעזוב את עריהם