CP v2

Tag: DNR sekoskaita

  • Mįslė, kuri žlugdo pievagrybių derlių: mokslininkai po 100 metų atskleidė netikėtą kaltininką

    Pievagrybių augintojai visame pasaulyje jau seniai susiduria su vadinamąja bakterine dėmėtligė, kuri ant grybų sukelia rudas ar gelsvas dėmes, prastina derliaus kokybę ir sutrumpina produkcijos galiojimo laiką. Didžiausia bėda ta, kad požymiai ne visada matomi iš karto – kai kuriais atvejais dėmės išryškėja tik parduotuvėje ar net vartotojo namuose.

    Ilgus metus buvo manyta, kad ligą daugiausia sukelia vienas konkretus patogenas, todėl kontrolės priemonės dažnai buvo kuriamos taikant į vieną tikslą. Tačiau naujesni tyrimai parodė, kad reali situacija gerokai sudėtingesnė, o vieno kaltininko paieškos gali klaidinti ir augintojus, ir technologus.

    Kaltas ne vienas mikrobas

    Mokslininkai, sujungę klasikinius laboratorinius metodus su DNR sekoskaita ir chemine analize, išsamiau patikrino, kokie mikroorganizmai aptinkami ant pažeistų grybų. Rezultatai parodė, kad bakterinė dėmėtligė siejama ne su vienu organizmu, o su plačia ir mišria bakterijų bendrija.

    Tyrime identifikuota mažiausiai 17 bakterijų rūšių, susijusių su ligos vystymusi. Dvi iš jų ir anksčiau buvo laikomos pagrindiniais sukėlėjais, tačiau likusios anksčiau su dėmėtlige praktiškai nebuvo siejamos, todėl iki šiol taikytos priemonės galėjo veikti nepastoviai.

    Toks atradimas paaiškina, kodėl kova su dėmėtlige metų metus duoda nenuspėjamų rezultatų: priemonė, veiksminga prieš vieną bakteriją, nebūtinai sustabdys visą procesą. Dėl to augintojams sunkiau prognozuoti ligos protrūkius ir pasirinkti patikimą kontrolės strategiją.

    Kodėl pievagrybių ūkiai pažeidžiami

    Pievagrybiai dažniausiai auginami uždarose patalpose, kur palaikoma aukštesnė temperatūra ir didelė drėgmė. Tokios sąlygos palankios mikroorganizmams, todėl skirtingos bakterijos gali lengvai sugyventi, keistis medžiagomis ir daryti įtaką viena kitai.

    Praktikoje tai reiškia, kad problema gali būti ne tik konkretus mikrobas, bet ir visas mikroorganizmų tinklas ant grybų paviršiaus bei auginimo aplinkoje. Dėl šios priežasties simptomai gali išryškėti vėliau, o užkratas išlikti net tada, kai akivaizdžių požymių dar nematyti.

    Ko tikėtis toliau

    Tyrėjai pabrėžia, kad vien sukėlėjų sąrašo nepakanka – kitas žingsnis yra efektyvesnės ir aplinkai palankesnės apsaugos priemonės. Tarp svarstomų krypčių minimos augalinės kilmės medžiagos, pavyzdžiui, eteriniai aliejai, taip pat naudingi mikroorganizmai, galintys konkuruoti su ligą skatinančiomis bakterijomis.

    Kuo tiksliau bus suprasta visa bakterijų bendrija, tuo realistiškiau sukurti patikimesnius diagnostinius testus ir prevencijos protokolus. Tai ypač svarbu, nes dėmėtligė tiesiogiai veikia ne tik derliaus kiekį, bet ir galutinio produkto išvaizdą, kuri prekyboje dažnai lemia, ar pirkėjas jį rinksis.

  • Mįslingi grybų ratai pagaliau paaiškinti: mokslininkai įvardijo, nuo ko grybas bėga

    Mįslingi grybų ratai pagaliau paaiškinti: mokslininkai įvardijo, nuo ko grybas bėga

    Miškuose, pievose ar net kapinėse kartais pasirodo beveik tobuli grybų ratai, nuo seno apipinti legendomis apie fėjas, raganas ar velnią. Nors reiškinys plačiai žinomas folklorui, jo tikslus biologinis mechanizmas iki šiol buvo stebėtinai menkai ištirtas.

    Naujas tyrimas, publikuotas žurnale Royal Society Open Science, priartina prie atsakymo, kodėl vadinamieji fėjų žiedai formuojasi ratu, o ne vientisa grybiena. Mokslininkai pasitelkė dirvožemio DNR analizę ir neįprastą grybienos persodinimo eksperimentą, kad patikrintų kelias hipotezes.

    Grybas, kurį matome virš žemės, tėra vaisiakūnis, o didžioji organizmo dalis slepiasi dirvožemyje kaip grybiena. Augdama nuo pradinio taško ji plečiasi į išorę, o vaisiakūniai dažniausiai iškyla aktyviausio augimo pakraštyje, taip „nupiešdami“ žiedą.

    Tyrėjai Uppsaloje nagrinėjo Marasmius oreades rūšį dviejuose skirtinguose žieduose ir ėmė dirvožemio mėginius nuo žiedo centro iki krašto bei už jo ribų. DNR sekoskaita parodė, kad daugiausia šio grybo genetinės medžiagos buvo žiedo pakraštyje, ypač išorinėje jo dalyje, o centre ji krito iki fono lygio.

    Šis rezultatas leidžia teigti, kad žiedo forma būdinga ne tik vaisiakūniams, bet ir pačiai grybienai. Kitaip tariant, po žole slypi ne „diskas“, o tikras žiedas, todėl natūraliai kyla klausimas, kas verčia grybą palikti centrinę zoną.

    Kodėl grybiena „traukiasi“ į išorę?

    Mokslininkai patikrino kelias idėjas: ar grybiena tiesiog nuosekliai auga viena kryptimi, ar jos plėtrą gali „orientuoti“ aplinkos veiksniai, ar galbūt skirtingos kolonijos dalys koordinuoja augimą. Vis dėlto labiausiai su duomenimis sutapo vadinamoji laikino pabėgimo hipotezė.

    Pagal ją, dirvožemis už aktyvaus augimo fronto kuriam laikui tampa mažiau palankus, todėl grybiena toliau stumia ribą į priekį ir formuoja žiedą. Neigiami veiksniai gali būti laikinas maisto medžiagų išeikvojimas arba pačios grybienos išskiriamos medžiagos, kurios trumpam slopina augimą „užnugaryje“.

    „Rezultatai labiausiai atitiko laikino pabėgimo hipotezę ir rodo, kad grybiena vengia slopinančių veiksnių augimo fronto vidinėje pusėje“, – rašo tyrėjai.

    Neįprastas persodinimo eksperimentas

    Kad geriau suprastų augimo logiką, mokslininkai iškasė žiedo dalis, jas pasuko arba perkėlė į kitas vietas ir paliko daugiau nei metams. Po maždaug 14 mėnesių paaiškėjo, kad perkelta grybiena dažnai tęsė augimą ankstesne kryptimi, o kai kuriais atvejais pradėjo plėstis papildoma kryptimi.

    Svarbu ir tai, kad į žiedo centrą sugrąžinta grybiena sugebėjo atsinaujinti, vadinasi, slopinantis poveikis nėra nuolatinis. Tai sustiprina mintį, kad žiedo vidus laikinai tampa nepalankus, bet vėliau dirvožemio sąlygos vėl gali normalizuotis.

    Ką tai reiškia gamtai ir mokslui?

    Fėjų žiedus sudaro ne viena konkreti rūšis: pasaulyje aprašyta daugiau nei 100 taksonų, galinčių formuoti panašius ratus. Todėl nauji duomenys apie Marasmius oreades gali tapti atspirties tašku aiškinantis, ar panašus mechanizmas veikia ir kitų grybų atvejais.

    Tyrimas taip pat pabrėžia augančią dirvožemio DNR metodų svarbą. Galimybė aptikti ir „žemėlapiuoti“ grybų genomų pėdsakus tiesiai iš dirvožemio leidžia tiksliau tirti grybienos augimą natūraliomis sąlygomis, o ne vien laboratorijoje, kur ekosistemos sąveikos dažnai supaprastinamos.

    Mokslininkai akcentuoja, kad reikės daugiau duomenų iš didesnio skaičiaus žiedų ir papildomų eksperimentų, kad būtų nustatyta tiksli priežastis, kas konkrečiai laikinai slopina grybieną „iš vidaus“. Tačiau jau dabar aiškėja, kad tobulas grybų ratas greičiausiai yra ne mistika, o subtili dirvožemio chemijos, maisto medžiagų ir grybienos biologijos sąveika.

  • DNR laboratorija kareivio kuprinėje: JAV nauja sistema patogenus aptinka per 30 min.

    DNR laboratorija kareivio kuprinėje: JAV nauja sistema patogenus aptinka per 30 min.

    JAV kariuomenė į operacines sąlygas perkelia tai, kas dar neseniai buvo prieinama tik pažangiose laboratorijose: mobilų DNR ir RNR sekoskaitos sprendimą, galintį veikti lauke. Sistema sukurta taip, kad patogenų identifikavimas būtų įmanomas net dykumoje ar arktinėse stovyklose.

    U.S. Naval Research Laboratory kartu su Defense Threat Reduction Agency ir kariuomenės bei karinio jūrų laivyno tyrėjais sukūrė FFBS, lietuviškai dažnai apibūdinamą kaip toli į priekį perkeliamą biologinę sekoskaitą. Skelbiama, kad sprendimas gali pateikti rezultatą per mažiau nei 30 minučių, kai anksčiau mėginius tekdavo gabenti į laboratorijas ir laukti gerokai ilgiau.

    Ši technologija gimė iš programos F-FAST, kurios tikslas buvo sutraukti genetinės analizės grandinę iki formato, tinkamo naudoti nedidelėse komandomis dirbančiam personalui. Esminis skirtumas nuo daugumos greitųjų diagnostikos testų tas, kad sekoskaita neapsiriboja vien tik konkretaus taikinio paieška, o nuskaito genetinę informaciją plačiau ir leidžia tikslinti identifikaciją.

    „Tai galimybė patvirtinti rezultatus, aptikti nežinomas grėsmes ir pateikti duomenis ten, kur vyksta veiksmas“, – sakė U.S. Naval Research Laboratory tyrėjas dr. Peteris Maticas.

    Kariškiai pabrėžia, kad tokia metodika svarbi ne vien infekcijų diagnostikai, bet ir biologinių grėsmių žvalgybai, kai reikia atskirti natūralų protrūkį nuo galimai modifikuotų ar neįprastai plintančių sukėlėjų. Sekoskaitos duomenys taip pat gali padėti greičiau pasirinkti izoliavimo, profilaktikos ar gydymo taktikas, ypač kai situacija keičiasi valandomis.

    Sistema buvo išbandyta realiose pratybose, įskaitant „Desert Ice“, „Arctic Edge“ ir „RIMPAC“, kad būtų įvertintas veikimas esant ekstremalioms temperatūroms, dulkėtumui ir ribotai infrastruktūrai. Tokie bandymai leidžia patikrinti ne tik patį įrenginį, bet ir visą procesą nuo mėginio paėmimo iki rezultatų pateikimo vietoje.

    Pasak Lt. Cmdr. Chaselynn Watters, tai vienas reikšmingiausių žingsnių biologinių grėsmių aptikime lauko sąlygomis, nes sprendimai gali būti priimami nelaukiant laboratorijų atsakymų. FFBS jau perduotas operaciniam naudojimui, o lygiagrečiai rengiami lauko medikai ir greitojo reagavimo padaliniai.

  • Mokslininkai aptiko gyvybės ženklų Öcio kūne: kas iš tiesų vyksta 5 300 metų mumijoje?

    Mokslininkai aptiko gyvybės ženklų Öcio kūne: kas iš tiesų vyksta 5 300 metų mumijoje?

    Öcis, dar vadinamas Ledynų žmogumi, mirė prieš maždaug 5 300 metų, tačiau naujas mikrobiologų tyrimas rodo, kad jo kūnas gali būti ne visiškai „negyvas“. Analizuodami nuo mumijos paviršiaus paimtus mėginius, mokslininkai aptiko mikroorganizmų, kurių dalis, panašu, gali būti išlikę aktyvūs iki šių dienų.

    Öcis buvo rastas 1991 metais aukštai Alpėse, ledyno tirpsmo zonoje, netoli dabartinės Italijos ir Austrijos sienos. Iš pradžių manyta, kad tai neseniai žuvęs alpinistas, tačiau laboratoriniai tyrimai atskleidė, kad tai vario amžiaus laikų žmogaus palaikai, išsilaikę išskirtinai gerai dėl šalčio ir ledo.

    Kas tiksliai buvo tiriama?

    Naujausio darbo autoriai tyrė nuo įvairių Öcio kūno vietų paimtus tamponinius mėginius ir viduje aptiktą tirpsmo vandenį. Jie taip pat rėmėsi ankstesnių tyrimų duomenimis apie žarnyno ir skrandžio audinius bei palygino rezultatus su dirvožemio mėginiu iš radimvietės.

    Siekiant atskirti, kurie mikroorganizmai galėjo būti „senieji“, o kurie pateko vėliau, pasitelktas DNR ir RNR sekoskaitos metodų derinys. RNR signalai ypač svarbūs, nes gali rodyti ne vien „pėdsakus“, bet ir galimą dabartinį biologinį aktyvumą.

    Senoviniai mikrobai ir „šalčio mėgėjai“

    Tyrėjai aprašė dvi pagrindines mikroorganizmų grupes: dalis jų, tikėtina, priklausė Öcio gyvajai mikrobiotai, o kiti buvo su šalčiu susiję mikroorganizmai, prisitaikę prie ledyno aplinkos. Kai kurios aptiktos mielių rūšys genetiškai panašios į mikrobus, randamus itin šaltuose regionuose.

    Įdomu tai, kad kai kuriuose mėginiuose mikrobinė medžiaga atrodė stipriai suirusi, kaip būtų tikėtina senoviniuose pėdsakuose, tačiau kiti mėginiai rodė santykinai „šviežesnius“ požymius. Tai sustiprino hipotezę, kad bent dalis mikrobų galėjo išlikti gyvybingi ar net lėtai daugintis šaltyje.

    Ar tai gali būti susiję su konservavimu?

    Po radinio Öcio kūnas buvo konservuojamas, kad neirtų, o tokiose procedūrose istoriškai naudotos ir medžiagos, slopinančios grybų augimą. Tyrime pažymima, kad dalis identifikuotų mielių galėjo turėti gebėjimų skaidyti tam tikrus konservavimo chemikalus, todėl jų išlikimas muziejinėmis sąlygomis teoriškai galėjo būti palengvintas.

    Mokslininkai pabrėžia, kad neįmanoma tiksliai nustatyti, ar mikroorganizmai nepertraukiamai išliko aktyvūs visus tūkstantmečius, ar dalis jų ilgai buvo neaktyvūs ir „atgijo“ vėliau, kai sąlygos pasikeitė. Vis dėlto kelių laikotarpių mėginių palyginimas leido pastebėti, kad viena šalčiui prisitaikiusi rūšis per maždaug dešimtmetį aptikta gausiau, o tai gali reikšti tęstinį išlikimą.

    Šie rezultatai keičia požiūrį į mumijas kaip į visiškai statiškus objektus: net ir itin šaltose, kontroliuojamose saugyklose jos gali būti savotiškos mikroekosistemos. Praktiniu požiūriu tai svarbu muziejams ir konservatoriams, nes mikrobiniai procesai gali turėti įtakos ilgalaikei išsaugojimo strategijai.