સંશોધકોએ નવી હાઈ-થ્રુપુટ સ્ટેબલ આઈસોટોપ પ્રોબિંગ (HT-SIP) પાઈપલાઈન અને મેટાજેનોમિક્સનો ઉપયોગ ફાયદાકારક પ્લાન્ટ સિમ્બિઓન્ટ, આર્બસ્ક્યુલર માયકોરિઝલ ફૂગ (AMF)ની આસપાસના સક્રિય માઇક્રોબાયોમ પર પ્રથમ દેખાવ મેળવવા માટે કર્યો હતો. ક્રેડિટ: લોરેન્સ લિવરમોર નેશનલ લેબોરેટરી
જંગલી સૂક્ષ્મજીવાણુઓની ઓળખને તેમના શારીરિક લક્ષણો અને પર્યાવરણીય કાર્યો સાથે જોડવું એ પર્યાવરણીય સૂક્ષ્મ જીવવિજ્ઞાનીઓ માટે મુખ્ય ઉદ્દેશ્ય છે. આ ધ્યેય માટે પ્રયત્નશીલ તકનીકોમાંથી, સ્થિર આઇસોટોપ પ્રોબિંગ-SIP-ને કુદરતી સેટિંગ્સમાં સક્રિય સુક્ષ્મસજીવોનો અભ્યાસ કરવા માટે સૌથી અસરકારક ગણવામાં આવે છે.
લોરેન્સ લિવરમોર નેશનલ લેબોરેટરી (LLNL)ના વૈજ્ઞાનિકોએ એક નવી ટેકનિક વિકસાવી છે-ઉચ્ચ-થ્રુપુટ SIP-જે સ્થિર આઇસોટોપ પ્રોબિંગની પ્રક્રિયામાં ઘણા પગલાંને સ્વચાલિત કરે છે, જે વાસ્તવિક પરિસ્થિતિઓમાં સુક્ષ્મસજીવોની માઇક્રોબાયલ પ્રવૃત્તિની તપાસને મંજૂરી આપે છે, લેબ કલ્ચરિંગની જરૂર વગર.
SIP માં, સક્રિય સૂક્ષ્મજીવાણુઓને તેમના બાયોમાસમાં સ્થિર આઇસોટોપ્સના સમાવેશ દ્વારા ઓળખવામાં આવે છે. તે માઇક્રોબાયલ ઇકોલોજીની સૌથી શક્તિશાળી પદ્ધતિઓ પૈકીની એક છે કારણ કે તે મૂળ પરિસ્થિતિઓમાં જટિલ સમુદાયોમાં સક્રિય સૂક્ષ્મજીવાણુઓ અને તેમના શારીરિક લક્ષણો (સબસ્ટ્રેટનો ઉપયોગ, સેલ્યુલર બાયોકેમિસ્ટ્રી, ચયાપચય, વૃદ્ધિ, મૃત્યુદર) ઓળખી શકે છે.
સામાન્ય રીતે, SIP પદ્ધતિમાં નોંધપાત્ર હાથે કામ કરવાની જરૂર પડે છે અને તે માત્ર થોડી સંખ્યામાં નમૂનાઓ માટે પરવાનગી આપે છે. પરંતુ નવી LLNL ટેકનિકને મેન્યુઅલ SIPની સરખામણીમાં હાથ પર કામ કરતા શ્રમના છઠ્ઠા ભાગની જરૂર પડે છે અને તે એક સાથે 16 નમૂનાઓ પર પ્રક્રિયા કરવાની મંજૂરી આપે છે.
"અમારો અર્ધ-સ્વચાલિત અભિગમ ઓપરેટરનો સમય ઘટાડે છે અને SIP ના સૌથી વધુ શ્રમ-સઘન પગલાંને લક્ષ્ય બનાવીને પ્રજનનક્ષમતામાં સુધારો કરે છે," એલએલએનએલના વૈજ્ઞાનિક એરિન નુસિઓએ જણાવ્યું હતું, અને માઇક્રોબાયોમ જર્નલમાં દેખાતા પેપરના મુખ્ય લેખકે જણાવ્યું હતું. "અમે હવે આ અભિગમનો ઉપયોગ એક હજારથી વધુ નમૂનાઓ પર પ્રક્રિયા કરવા માટે કર્યો છે, જેમાં કેટલાક ખૂબ જ અધ્યયન કરેલ માટીના સૂક્ષ્મ વસવાટનો સમાવેશ થાય છે."
આવા જ એક સૂક્ષ્મ નિવાસસ્થાન માયકોરિઝાઈના પેશીઓની આસપાસની જમીન છે - એક પ્રકારની ફૂગ જે તમામ જમીનના છોડના 72% સાથે સહજીવન સંબંધ બનાવે છે. છોડના કાર્બનના બદલામાં, ફૂગ (આર્બસ્ક્યુલર માયકોરિઝલ ફૂગ) તેના યજમાનોને નાઇટ્રોજન, ફોસ્ફરસ અને પાણી જેવા આવશ્યક સંસાધનો પૂરા પાડે છે.
આ પ્રૂફ-ઓફ કોન્સેપ્ટ અભ્યાસમાં, લેખકોએ જમીનમાં માયકોરિઝાલ ફૂગ દ્વારા ઉત્તેજિત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની "ફૂડ વેબ" દર્શાવી.
"અમને લાગે છે કે છોડના કાર્બનને જમીનમાં વ્યાપક રીતે કેવી રીતે વિતરિત કરવામાં આવે છે તે માટે આ એક મુખ્ય માર્ગ છે. માટી ગ્રહ પર સક્રિયપણે કાર્બનિક કાર્બનનું સૌથી મોટું પૂલ ધરાવે છે," સહ-અનુરૂપ લેખક જેનિફર પેટ-રિજ, જે LLNL પ્રોજેક્ટ લીડ છે અને વિજ્ઞાન વિભાગના ઊર્જા કાર્યાલયના વડા છે "માઇક્રોબ્સ પર્સિસ્ટ" સોઇલ માઇક્રોબાયોમ સાયન્ટિફિક ફોકસ એરિયાએ જણાવ્યું હતું. . "અમે ડીએનએના નાના જથ્થાને અનુક્રમિત કર્યા, સક્રિય સજીવો નક્કી કર્યા અને પછી તેમના જીનોમ્સ અને સંભવિત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનું પુનર્નિર્માણ કર્યું."
અન્ય LLNL લેખકોમાં સ્ટીવન બ્લેઝવિક્ઝ, મેરિસા લેફલર, એશ્લે કેમ્પબેલ, જેફરી કિમ્બ્રેલ, જેસિકા વોલાર્ડ, રશેલ હેસ્ટ્રીન તેમજ લોરેન્સ બર્કલે નેશનલ લેબોરેટરી, DOE જોઈન્ટ જીનોમ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ અને યુનિવર્સિટી ઓફ કેલિફોર્નિયા, બર્કલેના સંશોધકોનો સમાવેશ થાય છે.