Техтманн, доцент биологии и исследователь Исследовательского центра Великих озер Мичиганского технологического университета, ищет единственный микроб. А точнее 22 из них. В каждом порту, который он посещает по всему миру — от Сингапура до Роттердама и до Грин-Бей — он надеется найти уникальный вид микробов в каждом месте. Если геном микроба достаточно отчетлив, его можно использовать в качестве маркера, чтобы увидеть, куда путешествовали корабли.
В конце концов, этот метод можно будет использовать для усиления защиты, а также для мониторинга окружающей среды.Этим летом и осенью он отправится в путешествие, чтобы собрать пробы воды в портах и трюмы судов из 22 портов по всему миру. Его работа началась ближе к дому с портов вокруг озера Верхнее, где команда Техтманна обнаружила по крайней мере один уникальный род в нескольких городах вокруг озера Верхнее.
«Корабль похож на ловушку для микробов, поскольку он проходит через эти порты», — говорит Техтманн, добавляя, что разные микробы могут предпочесть открытую воду трюмам, поскольку они имеют тенденцию быть темными, различающимися по содержанию питательных веществ и иногда маслянистыми. «Другая проблема заключается в том, что корабли могут привозить микробы из других портов, что усложняет подпись».Чтобы выяснить, где обитают микробы, Техтманн и его исследовательская группа соберут 30-50 образцов из 22 портов, которые они изучат. Во многих микробных исследованиях для изучения микробов в окружающей среде можно использовать всего три или четыре образца.
Но чтобы разобраться, какие микробы являются характерными видами, а какие также присутствуют в трюмной воде, а затем сравнить все различные порты, чтобы увидеть, есть ли перекрытия, требуются дополнительные вычислительные мощности и, следовательно, больше образцов. Он объединит машинное обучение и секвенирование генома, чтобы разработать чувствительный инструмент, который проверяет все различные образцы воды и определяет их состав.Это может привести к тому, что Techtmann называет «пространственными датчиками», где идентификация ключевых микробов дает представление о взаимодействии между биологией и географией. Микробные пространственные датчики потенциально могут использоваться для оценки того, полностью ли восстановлено водно-болотное угодье, или для отслеживания распространения загрязнителя.
«На базовом уровне он пытается понять, что заставляет набор организмов жить в одном месте над другим», — говорит он, добавляя, что в микробной экологии есть поговорка, что «все есть везде, но природа выбирает».Определение микробных биосигнатур в портах по всему миру — это один из способов узнать, верна ли эта гипотеза — или она уходит вместе с трюмной водой.