Naukowcy utworzyli laboratorium mikroczipów do badania żywych drzew

Proces interakcji korzeni roślin z drobnoustrojami (RMI) ukryty jest pod glebą. Nie daje

badacze stale monitorują przywiązaniedrobnoustrojów i wymianę składników odżywczych bez przerwy i przez długi czas. Aby obejść ten problem, naukowcy tradycyjnie analizowali środowisko korzeni, hodując rośliny w doniczkach, między taflami szkła lub na szalkach agarowych, a następnie obserwując korzenie pod kątem zmian fizycznych i interakcji między drobnoustrojami, poświęcając próbkę. Naczynie agarowe to szalka Petriego zawierająca agar jako stałą pożywkę oraz składniki odżywcze stosowane do hodowli mikroorganizmów.

Jednak idealny sposób na kontrolęZwiązek między korzeniami roślin a otaczającymi je mikroorganizmami w ryzosferze – bogatym w składniki odżywcze obszarze gleby otaczającym korzeń rośliny – polega na obserwowaniu wszystkich interakcji, które zachodzą przez dłuższy czas i w wysokiej rozdzielczości. Tak więc naukowcy z Argonne Biosciences Division, wraz z naukowcami z Argonne Nanoscale Materials Center, obiektu użytkownika Biura Naukowego Departamentu Energii USA, opracowali chip RMI: maleńkie urządzenie mikroprzepływowe, które umożliwia przepływ niewielkiej ilości cieczy przez mikrokanaliki lub ścieżki na chipie, które mają tylko kilka kwadratów o średnicy kilku centymetrów.

„Kanały tworzone są przy użyciu miękkiej litografii,podejście do tworzenia struktur 3D przy użyciu miękkich materiałów ”- wyjaśnia Giorgi Babnigg, bioinformatyk i biolog molekularny w Argonne, współautor urządzenia.

Babnigg i jego koledzy zastosowali tę technikęaby wywrzeć negatywne wrażenie na swoim urządzeniu. Następnie oblali formę plastikowym silikonem, podgrzali ją do zestalenia, a następnie wyjęli z formy. Następnie naukowcy przedziurawili materiał, aby utworzyć wloty i wyloty, a na koniec połączyli go z kawałkiem szkiełka nakrywkowego mikroskopu, aby przez mikroskop mogli obserwować, co dzieje się w kanałach. W rezultacie okazało się, że mminiaturowe laboratorium do badania drzew.

Takie urządzenia mikroprzepływowestworzony przez Babnigga i jego zespół, od dawna jest używany przez naukowców do badania interakcji korzeni i drobnoustrojów, aczkolwiek wyłącznie w małych, krótko żyjących roślinach kwitnących. Nowe urządzenie jest pierwszym, które jest stosowane na żywych roślinach drzewiastych.

Nowe opracowanie pozwoliło już naukowcomOkreśl, czy obserwuje się procesy symbiotyczne, takie jak wchłanianie przez drobnoustroje składników odżywczych wydzielanych przez korzeń rośliny lub uwalnianie materiałów, takich jak fosfor i hormony roślinne, które kontrolują ruch korzenia.

W ciągu kilku tygodni naukowcystale obserwowali, jak różne rodzaje drobnoustrojów rosną i wchodzą w interakcje z żywymi korzeniami pod mikroskopem i odkryli, że przy braku zewnętrznych składników odżywczych, drobnoustroje faktycznie przyczepiają się do powierzchni korzenia i wykorzystują wysięk z korzeni do wzrostu.

Wyobraziliśmy sobie wszystkie te interakcje, gdy roślina jeszcze żyła. Nasza zdolność do robienia tego z naszym urządzeniem przez kilka tygodni jest tym, co wyróżnia tę pracę.

Giorgi Babnigg, bioinformatyk i biolog molekularny w Argonne, który był współautorem urządzenia

Czytaj także

Halo Andromedy zbliża się do naszej galaktyki. Powiemy Ci, dlaczego jest to ważne

Objawy koronawirusa u dzieci. Na co powinieneś zwrócić uwagę?

Okazało się, że cywilizacja Majów opuściła swoje miasta