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In JoVE (8)
- Campionamento di acqua di mare e di raccolta
- Volume di grandi dimensioni (20L +) Filtrazione di campioni d'acqua di mare costiero
- Volume piccoli (1-3L) Filtrazione di campioni d'acqua di mare costiero
- Estrazione del DNA da 0,22 Filtri mM Sterivex e cloruro di Cesio densità centrifugazione gradiente
- Inserire grande Ambientale Genomic Produzione Biblioteca
- Estrazione di DNA ad alta peso molecolare genomico da terreni e sedimenti
- Espressione di proteine ricombinanti nel lievito Methylotrophic Pichia pastoris
- Una schermata di High Throughput per Biomining attività Cellulase da librerie metagenomiche
Other Publications (19)
- Nature Neuroscience
- Applied and Environmental Microbiology
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- Science (New York, N.Y.)
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Articles by Steven J. Hallam in JoVE
JoVE General
Campionamento di acqua di mare e di raccolta
Department of Microbiology and Immunology, University of British Columbia - UBC
Questo video documenta i metodi per la raccolta di campioni di acqua marina costiera e il loro trattamento per varie applicazioni a valle compresa la concentrazione della biomassa, purificazione degli acidi nucleici, l'abbondanza delle cellule, nutriente e analisi gas tracciante.
JoVE General
Volume di grandi dimensioni (20L +) Filtrazione di campioni d'acqua di mare costiero
Department of Microbiology and Immunology, University of British Columbia - UBC
Questo volume video di documenti di grandi dimensioni (≥ 20 L) filtrazione di biomassa microbica, compresa tra 0.22μm e 2.7μm di diametro, dalla colonna d'acqua.
JoVE General
Volume piccoli (1-3L) Filtrazione di campioni d'acqua di mare costiero
Department of Microbiology and Immunology, University of British Columbia - UBC
Questo volume video di documenti di piccole dimensioni (~ 1 L) filtrazione di biomassa microbica dalla colonna d'acqua.
JoVE General
Estrazione del DNA da 0,22 Filtri mM Sterivex e cloruro di Cesio densità centrifugazione gradiente
Department of Microbiology and Immunology, University of British Columbia - UBC
Descriviamo un metodo per l'estrazione di alto peso molecolare del DNA genomico da biomassa planctonica concentrati su filtri 0,22 micron Sterivex, seguita da centrifugazione in gradiente di cesio cloruro di densità per la purificazione.
JoVE General
Inserire grande Ambientale Genomic Produzione Biblioteca
Department of Microbiology and Immunology, University of British Columbia - UBC
Costruzione di una biblioteca con fosmid ambientale DNA genomico isolato dal continuum profondità verticale di un fiordo stagionalmente ipossia è descritto. La biblioteca clone risultante è raccolto in 384 pozzetti e archiviati per il sequenziamento a valle e screening funzionale con l'applicazione di un sistema automatizzato di raccolta colonia.
JoVE General
Estrazione di DNA ad alta peso molecolare genomico da terreni e sedimenti
Department of Microbiology and Immunology, University of British Columbia - UBC
Una metodologia per isolare ad alto peso molecolare del DNA genomico e di alta qualità da parte della comunità microbica del suolo è descritta.
JoVE General
Espressione di proteine ricombinanti nel lievito Methylotrophic Pichia pastoris
Department of Microbiology and Immunology, University of British Columbia - UBC
Il protocollo descrive l'espressione della proteina usando il lievito methylotrophic
JoVE General
Una schermata di High Throughput per Biomining attività Cellulase da librerie metagenomiche
Microbiology and Immunology, University of British Columbia - UBC
Questo protocollo descrive uno schermo ad alta velocità per l'attività cellulosolitici da una libreria metagenomica espressa in Escherichia coli. Lo schermo è soluzione basata e altamente automatizzata, ed utilizza una pentola chimica nel 384 micropiastre bene con la lettura finale come una misura di assorbanza.
Other articles by Steven J. Hallam on PubMed
SYD-1, Una Proteina Presinaptica Con PDZ, C2 E Domini Simili a Ripetizione, Specifica Identità Assone in C. Elegans
Assoni sono definiti dalla presenza di specializzazioni presinaptiche a posizioni specifiche. Mostriamo qui che mutazioni con perdita di funzione nel gene c. elegans syd-1 causano presinaptiche specializzazioni per formare nei processi dendritiche dei neuroni motori GABA-esprimendo durante la differenziazione iniziale. In una fase evolutiva più tardi, però, syd-1 non è richiesto per il respecification di polarità di un sottoinsieme di questi neuroni. La proteina SYD-1 contiene PDZ, C2 e rho-GTPasi attivazione della proteina (GAP)-come domini ed è localizzato a presinaptiche terminali in neuroni maturi. Un tronco SYD-1 che manca il dominio di ripetizione interferisce con la guida e la crescita dei neuriti. I nostri dati indicano che syd-1 può essere coinvolto nella specifica identità assone durante l'acquisizione di polarità iniziale.
Tassi Di Ossidazione Crescita E Metano Di Methanotrophic Anaerobico Archaea in Un Bioreattore a Flusso Continuo
Methanotrophic anaerobico archaea sono state recentemente identificate in sedimenti anossici marini, ma non sono ancora state recuperate in coltura pura. Studi fisiologici su appena raccolti campioni contenenti archaea e loro partner syntrophic solfato-riduzione sono stati condotti, ma vitalità e la disponibilità del campione può limitare la portata di questi esperimenti. Per meglio studiare ossidazione microbica anaerobica metano, abbiamo sviluppato un sistema di incubazione romanzo metano anaerobica di flusso continuo (AMIS) che simula la maggior parte delle condizioni in situ e supporta il metabolismo e la crescita di anaerobi methanotrophic archaea. Abbiamo incubato sedimenti prelevati all'interno e all'esterno un seep freddo metano a Monterey Canyon, in California, per 24 settimane sul sistema AMIS. Ossidazione del metano anaerobica è stata misurata in tutti i sedimenti dopo incubazione su AMIS e tecniche molecolari quantitative verificati aumenti nelle popolazioni di archaeal metano-ossidanti nei sedimenti sia filtrano e nonseep. I nostri risultati dimostrano che il sistema AMIS stimolata la manutenzione e la crescita di methanotrophic anaerobico archaea e possibilmente i loro partner syntrophic, solfato-riduzione. I nostri dati dimostrano l'utilità di una combinazione di tecniche molecolari e fisiologiche per quantificare la crescita e l'attività metabolica dei consorzi microbici anaerobi. Ulteriori esperimenti con il sistema AMIS dovrebbero fornire una migliore comprensione dei meccanismi biologici di ossidazione del metano in ambiente marino anossici. L'AMIS definito syntrophic consorzi o può anche consentire l'arricchimento, purificazione e isolamento di methanotrophic archaea come colture pure.
Identificazione Della Riduttasi Del Coenzima M Metile Un Geni (mcrA) Associato a Metano-ossidanti Archaea
Analisi filogenetiche e isotopo stabile implicati due gruppi simili a methanogen archaeal, ANME-1 e ANME-2, come i partecipanti chiavi nel processo di ossidazione del metano anaerobica. Anche se niente è conosciuto circa l'ossidazione del metano anaerobico a livello molecolare, il rapporto evolutivo tra metano-ossidanti archaea (MOA) e metanogenica archaea solleva la possibilità che MOA è cooptati elementi chiave del percorso di metanogenica, molti dei suoi passaggi a ossidare metano anaerobica di inversione. Al fine di esplorare questa ipotesi, l'esistenza e la conservazione genomico di metile coenzima M reduttasi (MCR), l'enzima di catalizzare la fase terminale metanogenesi, è stato studiato in ANME-1 e archaea ANME-2 isolati da vari ambienti marini. Librerie clone targeting una regione conservata la subunità alfa del MCR (mcrA) sono state generate e rispetto da campioni ambientali, microcosmi laboratorio incubate e le librerie fosmid. Romanzo mcrA quattro delle cinque tipi identificati da queste fonti sono stati associati con ANME-1 o ANME-2 membri del gruppo. Assegnazione dei tipi di mcrA per specifici gruppi filogenetici era basato sui recuperi ambientali clone, arricchimento selettivo di MOA specifici e tipi di mcrA in un microcosmo, filogenetica congruenza tra mcrA e topologie di piccole subunità rRNA albero e contesto genomico derivate da sequenze di fosmid. Analisi del ANME-1 e 2 ANME mcrA sequenze ha suggerito il potenziale attività catalitica basato sulla conservazione del sito attivo di amminoacidi. Questi risultati forniscono una base per l'identificazione methanotrophic archaea con sequenze di mcrA e definiscono un collegamento genomico funzionale tra metanogenica e methanotrophic archaea.
Ambientali Acquisizione Di Endosimbionti Thiotrophic Di Cozze D'altura Di Bathymodiolus Del Genere
Cozze Bathymodiolus d'altura, a seconda della specie e la posizione, hanno la capacità di ospitare ossidanti zolfo (thiotrophic) e methanotrophic eubatteri in bacteriocytes gill, anche se poco si sa sulle modalità dei mitili di acquisizione simbionti. Precedenti studi di Bathymodiolus host e simbionte relazioni sono basati su collezioni di specie non sovrapposte attraverso impostazioni geografiche ampie, creando un modello apparente per trasmissione verticale. Vi presentiamo le prove genetiche e citologica per l'acquisizione dell'ambiente di endosimbionti thiotrophic di cozze sfiato dalla dorsale medio-atlantica. Strutture open pit nelle membrane delle cellule della superficie gill ha rivelato probabilmente siti per endocitosi di batteri libero-viventi. Un'analisi genetica di popolazione dei thiotrophic simbionti sfruttati una zona ibrida dove due specie di Bathymodiolus cura. Azoricus Bathymodiolus settentrionale e meridionale Bathymodiolus puteoserpentis possiedono specie-specifiche sequenze di DNA che identificano sia loro ceppi simbionte (regioni interne distanziale trascritto) e loro mitocondri (CD4). Tuttavia, le coppie simbionte-mitocondriale del Nord e del sud erano disaccoppiate nella zona ibrida. Tale disaccoppiamento del simbionte-mitocondriale coppie non si sarebbe verificato se i due elementi sono stati trasmessi rigorosamente verticalmente attraverso la linea germinale. Presi insieme, questi risultati sono coerenti con un'origine ambientale di simbionti thiotrophic in Bathymodiolus di cozze, anche se non potrebbe essere escluso un sistema ecologico "perdito" della trasmissione verticale.
Invertire La Metanogenesi: Test Di Ipotesi Con Genomica Ambientale
Consumo metano microbico in sedimenti anossici significativamente gli impatti dell'ambiente globale riducendo il flusso di gas serra dall'oceano all'atmosfera. Nonostante la sua importanza, i meccanismi biologici di controllo ossidazione anaerobica di metano non sono ben caratterizzati. Un modello attuale suggerisce che i parenti di metano-producendo Archaea sviluppato la capacità di invertire la metanogenesi e quindi a consumare metano per produrre energia e carbonio cellulare. Riportiamo qui una prova dell'ipotesi della "reverse-metanogenesi" analisi genomica di Archaea ossidanti di metano da sedimenti di mare profondo. I nostri risultati mostrano che quasi tutti i geni tipicamente associati con produzione di metano sono presenti in uno specifico gruppo di archaeal methanotrophs. Queste osservazioni basate sul genoma sostengono ipotesi precedente e forniscono un fondamento informato per la modellazione metabolica di ossidazione del metano anaerobica.
Istoni in Crenarchaea
Archaeal istone-codifica geni sono stati identificati in Marina Crenarchaea. La proteina codificata da un rappresentante di questi geni, sintetizzato in vitro ed espresso in Escherichia coli, si lega il DNA e forma complessi con le proprietà tipiche di un istone archaeal. La scoperta di istoni in Crenarchaea sostiene la tesi che gli istoni si svilupparono prima la divergenza di Archaea ed eucarioti.
Comunità Genomica Fra Stratificato Microbial Assemblages Nell'interiore Dell'oceano
Vita microbica predomina nell'oceano, ancora poco si sa circa la sua variabilità genomica, soprattutto lungo il continuum di profondità. Riportiamo qui analisi genomiche delle comunità microbiche planctoniche nel North Pacific Gyre subtropicale, dalla superficie dell'oceano di profondità vicino mare piano. Variazione di sequenza di geni comunità microbica riflessa zonazione verticale dei gruppi tassonomici, repertori gene funzionale e potenziale metabolico. I modelli distributivi di geni microbici suggerito tendenze comunitarie di profondità variabile in carbonio ed energia del metabolismo, attaccamento e motilità, mobilità gene e interazioni ospite-virale. Analisi comparative genomic di comunità microbiche stratificate hanno il potenziale per fornire significative comunità di ordine superiore organizzazione e dinamiche.
Percorsi Di Ossidazione Di Carbonio Assimilazione E Ammoniaca Suggerite Da Analisi Genomiche Ambientale Della Marina Crenarchaeota
Marina Crenarchaeota rappresentano una componente abbondante del microbiota oceanica con il potenziale per influenzare in modo significativo la bici biogeochimici negli ecosistemi marini. Studi precedenti utilizzando biomarcatori lipidi archaeal specifiche e analisi isotopiche indicarono Crenarchaeota planktonic hanno la capacità di crescita autotrofi, che gli studi più recenti di coltivazione sostengono un metabolismo energetico chemolithoautotrophic a base di ammoniaca. Riportiamo qui analisi delle sequenze fosmid derivato dal crenarchaeote marino incolto, Cenarchaeum symbiosum, incentrata sulla ricostruzione del metabolismo del carbonio e dell'energia. Geni predetto per codificare più componenti di un ciclo modificato 3-idrossipropionato di assimilazione del carbonio autotrofi sono stato identificato, coerenza con l'utilizzo di anidride carbonica come fonte di carbonio. Inoltre, predisse per codificare un vicino ciclo completo dell'acido tricarbossilico ossidativo sono stati anche identificati geni, coerenti con il consumo di carbonio organico e nella produzione di prodotti intermedi per aminoacidi e la biosintesi del cofattore. Pertanto, c. symbiosum ha il potenziale di funzione un rigoroso autotrofi, o come un mixotroph che utilizzano anidride carbonica e materiale organico come fonti di carbonio. Dal punto di vista del metabolismo energetico, geni predetto per codificare le subunità monoossigenasi ammoniaca, permeasi ammoniaca, ureasi e trasportatori di urea sono stati identificati, coerente con l'uso di composti ridotti dell'azoto come fonti di energia alimentando autotrofi metabolismo. Omologhi di questi geni, recuperati dalle acque dell'oceano in tutto il mondo, dimostrano la conservazione e l'ubiquità delle vie crenarchaeal per l'ossidazione del carbonio assimilazione e ammoniaca. Questi risultati ulteriormente suffragare la probabile importanza globale metabolico di Crenarchaeota rispetto ai passaggi chiave nella trasformazione biogeochimico del carbonio e dell'azoto negli ecosistemi marini.
Lo Splicing Pre-mRNA Di Archaeal: Un Collegamento a Etero-oligomerica Endonucleasi Di Splicing
Cbf5 eucariotico è una subunità della proteina del complesso small nucleolar RNA-proteina. In precedenza, abbiamo individuato, in archaeal omologhi del cbf5 del crenarchaea, Sulfolobus pernix, 972h solfataricus e 972h tokodaii, i primi esempi di introni dei geni codificanti proteine di archaeal. Riportiamo la rilevazione immunologica della proteina Cbf5 di S. tokodaii, il prodotto dell'impiombato cbf5 mRNA. Etero-oligomerica splicing attività endonucleasi da subunità di tokodaii S. ricombinante spaccati presso i confini introne-esone di frammenti di cbf5 pre-mRNA, suggerendo che la sintesi della proteina Cbf5 full-length richiede questa attività. Database ricerche e PCR schermi identificarono introni cbf5 aggiuntive in alcuni, ma non tutti sequenziato il genoma crenarchaeal. Il predetta strutture secondarie dei confini introne-esone di molti il recentemente identificata introne contenenti cbf5 pre-mRNA contenevano forme rilassate del motivo rigonfiamento-elica-rigonfiamento simile a quella di S. tokodaii. Queste osservazioni sono coerenti con i precedenti rapporti che indica che la composizione subunità del endonucleasi splicing contribuisce alla specificità di substrato.
Analisi Genomica Del Crenarchaeote Marino Incolto Cenarchaeum Symbiosum
Crenarchaeota sono abbondanti e onnipresente costituenti microbici di suoli, sedimenti, laghi e acque dell'oceano. Per descrivere ulteriormente la cosmopolita Crenarchaeota nonthermophilic, abbiamo analizzato la sequenza del genoma di un rappresentante, la spugna incolto simbionte Cenarchaeum symbiosum. C. symbiosum genotipi coinhabiting lo stesso host partizionato in due popolazioni dominanti, corrispondenti a precedentemente descritte varianti a - e b-tipo di RNA ribosomiale. Sebbene fossero syntenic, sovrapposti a - e b-tipo Ribotipo genomi nutriva significativa variabilità. Un percorso di affiancamento singolo comprendente il genotipo di un tipo dominante è stato assemblato e utilizzato per esplorare le proprietà genomiche di c. symbiosum e i suoi parenti planctoniche. Di 2.066 ORFs, 55,6% abbinato geni con funzione prevista da genomi sequenziati in precedenza. I geni rimanenti divisi tra funzionali RNAs (2,4%) e hypotheticals (42%) con limitata omologia a noti geni funzionali. Quest'ultima categoria include alcuni geni probabilmente coinvolti nell'associazione simbiotica archaeal-spugna. Al contrario, C. 525 symbiosum ORFs erano più altamente simili alle sequenze da indagini genomiche ambientali marine, e apparentemente rappresentano orthologous geni da Crenarchaeota planktonic libero-vivente. In totale, il genoma di c. symbiosum notevolmente distinto da quelle di altri noto Archaea e condivide molte caratteristiche metaboliche fondamentali in comune con i suoi parenti planctoniche libero-vivente.
Fotofisica E Multifunzionalità Dell'ipericina-come Pigmenti Nei Ciliati Heterotrich: Una Prospettiva Filogenetica
In questo libro, abbiamo revisione della letteratura e presentare alcuni nuovi dati per esaminare l'occorrenza e fotofisica dei diversi cromofori ipericina-come in heterotrichs, la photoresponses delle cellule, i vari ruoli di pigmenti e i taxa che potrebbero essere studiati per far avanzare la nostra comprensione di questi pigmenti. Ipericina-come cromofori sono conosciuti chimicamente e spettralmente finora soltanto dal stentorids e Fabrea, quest'ultima ora visto essere sorella di stentorids nell'albero filogenetico. Per tre ipericina-come pigmenti, le strutture sono noti, ma queste probabilmente non tengono conto di tutti i colori visti in stentorids. Esistono almeno otto gruppi fisiologici di Stentor a seconda del colore del pigmento e la presenza/assenza di zoochlorellae, e alcune specie può essere candeggiato, che porta a molte opportunità per un confronto del comportamento delle cellule e chimica di pigmento. Diverse risposte diverse alla luce sono esposte tra heterotrichs, a volte con la stessa cella; in particolare, le cellule con alghe simbionti sono photophilic in contrasto con le specie ben studiata sciafile (amanti dell'ombra). Ipericina-come pigmenti sono coinvolti in alcune ben note reazioni fotofobici ma altri pigmenti (rodopsina e Flavine) sono anche coinvolti in photoresponses in heterotrichs ed altri protisti. Il ruolo meglio caratterizzato di ipericina-come pigmenti in heterotrichs è in photoresponses e si è evoluti almeno due volte un ruolo come fotorecettori. Tuttavia, ipericina e ipericina-come pigmenti nei diversi organismi più comunemente servono come difesa di predator e i pigmenti sono multifunzionali in heterotrichs. Un ruolo diretto per i pigmenti in protezione UV è possibile ma prova è equivoca. Nuove osservazioni sono presentate su un folliculinid da acque profonde, compresa la caratterizzazione fisica del suo ipericina-come pigmento e la sua posizione filogenetica basata su sequenze di rRNA SSU. Fotofisica di ipericina e pigmenti come ipericina è esaminato. Particolare attenzione è rivolta a come loro proprietà allo stato eccitato sono modificati dall'ambiente. Drammatici cambiamenti nel comportamento dello stato eccitato sono osservati come ipericina è spostato dall'ambiente omogeneo di solventi organici per l'ambiente circostante molto più strutturato fornito dai forma complessi con le proteine. Tra questi complessi, è utile considerare le differenze tra gli ambienti dove ipericina non è trovato naturalmente e quelli dove è, in particolare, per esempio, in heterotrichs. È chiaro che l'interazione con una proteina modifica fotofisica di ipericina e capire le basi molecolari di questa interazione è uno dei problemi eccezionali nel chiarire la funzione di ipericina e ipericina-come cromofori.
Strutture Di Comunità Batteriche, Archaeal Ed Eukaryal Tutta Orizzonti Del Suolo Della Foresta Raccolto E Naturalmente Disturbato Stand
Disturbi causati dalla raccolta di legname hanno effetti a lungo termine critici sul microbiota di suolo forestale e alterano i servizi ecosistemici fondamentali forniti da queste comunità. Questo studio ha valutato gli effetti della rimozione di materia organica e compattazione del suolo sulle strutture della comunità microbica in orizzonti differenti del terreno 13 anni dopo la raccolta di legname presso il sito di produttività del suolo a lungo termine al lago Skulow, British Columbia. Uno stand di raccolto è stato confrontato con uno stand di foresta non gestito. Profili ribosomiali intergenic distanziale di batteri, archaea ed eukarya indicato strutture comunitarie significativamente differenti negli orizzonti del tre suolo superiore di due tribune, con differenze decrescente con la profondità. Sequenziamento su larga scala dei distanziali intergenic ribosomiali accoppiato alla piccola subunità ribosomiale RNA geni ha permesso la identificazione tassonomica delle principali phylotypes microbica colpiti dalla raccolta o variando tra gli orizzonti del suolo. Actinobacteria e Gemmatimonadetes erano i phylotypes predominante nei profili batterici, con l'abbondanza relativa di questi gruppi più alti nello stand non gestito, particolarmente negli orizzonti del suolo più profondi. Predominante eukaryal phylotypes furono assegnate principalmente conosciuto micorrizici e saprotrophic specie di basidiomiceti e ascomiceti. Raccolta colpite basidiomiceti in misura minore ma ha avuto effetti più forti su alcuni ascomiceti. Profili di Archaeal avevano bassa diversità con solo pochi predominante crenarchaeal phylotypes cui abbondanza è apparso ad aumentare con la profondità. Rilevamento di questi effetti 13 anni dopo il raccolto può indicare un cambiamento a lungo termine nei processi mediati dalla comunità microbica con conseguenze importanti per la produttività di foresta. Questi effetti garantiscono la più completa indagine degli effetti della raccolta sulla struttura delle comunità microbiche del suolo di foresta e le conseguenze funzionali.
Diversità Filogenetica Della Transizione E Zone Anossiche Delle Comunità Batteriche All'interno Di Un Bacino Anossico Near-shore: Nitinat Lake
Due stazioni censite in Nitinat Lake, un fiordo marea anossico circa 200 m di profondità, è stato rilevato vicino fino a 15 m dalla superficie del solfuro. Caratterizzazione biologica, determinata dal sequenziamento del gene RNA ribosomiale subunità piccola, la chemocline e la zona anaerobica ha rivelato molte sequenze correlate ai batteri zolfo-ossidanti, suggerendo che lo zolfo in bicicletta è un processo dominante. gamma ed epsilon Proteobacteria correlato a thiotrophic simbiotici, come pure Chlorobium SP., domina la zona di transizione. Questi sono tenuti a svolgere un ruolo nel buio e phototrophic mentre fissazione, rispettivamente. Epsilon Proteobacteria phylotype abbondanza aumentata con la profondità, alla fine composto da 69-97% di tutte le sequenze recuperato dalla zona anossica. La stragrande maggioranza (74%) di queste phylotypes era affiliata con un romanzo gruppo di SP. Acrobacter (NITEP5). Quantificazione dei NITEP5 ha rivelato che fino a 2,8 x 5 celle ml(-1) erano presenti nella zona anossica. Sorprendentemente, anche se le sequenze relative al noto batteri solfato-riduttori sono stati recuperati dalla zona di transizione, quantificazione del gene dsr e (test di assorbimento 35)SO(4)(2-) suggeriscono che la solfato-riduzione entro l'acqua colonna è trascurabile. Nel complesso, diversità di sequenza tra diverse zone verticali era alta, anche se la segregazione spaziale di gamma-Proteobacteria, Chlorobi ed epsilon Proteobacteria non sembrano variare in modo significativo tra le stagioni.
Metagenome Di Un Versatile Chemolithoautotroph Dall'espansione Oceaniche Zone Morte
Ossigeno minimi zone, noto anche come oceaniche "dead zone," sono caratteristiche oceanografiche diffuse attualmente in espansione a causa del riscaldamento globale. Sebbene inospitale alla vita metazoi, sostengono un criptico microbiota cui attività metaboliche influenzano gas nutrienti e traccia in bicicletta dentro l'oceano globale. Riportiamo qui, analisi metagenomica di un onnipresente e abbondante ma incolto ossigeno microbo area minimo (SUP05) relativi a simbionti chemioautotrofi gill d'altura vongole e cozze. Il metagenome SUP05 porti un repertorio versatile dei geni mediando assimilazione del carbonio autotrofi, ossidazione dello zolfo e nitrato respirazione sensible a reagire a una vasta gamma di stati di redox di colonna d'acqua. La nostra analisi fornisce una base genomica per comprendere il ruolo ecologico e biogeochimico del SUP05 pelagica in acque oceaniche deficit di ossigeno e la potenziale sensibilità ai cambiamenti ambientali.
Dinamiche Di Comunità Microbiche in Un Fiordo Stagionalmente Anossico: Ingresso Saanich, British Columbia
Concentrazione dell'ossigeno disciolto gioca un ruolo importante nel plasmare le interazioni biotiche e flussi dei nutrienti all'interno degli ecosistemi marini. In tutto l'oceano globale, regioni di concentrazione dell'ossigeno disciolto basso (ipossia) sono una caratteristica comune ed espansione della colonna d'acqua, con grandi feedback sulla produttività e serra gas in bicicletta. Per comprendere meglio la diversità microbica sottostante biogeochimici trasformazioni all'interno delle acque oceaniche ossigeno-deficienti, abbiamo monitorato e quantificato batterica e archaeal comunità dinamiche in relazione al disciolto gas e nutrienti durante una stratificazione stagionale e rinnovo dell'acqua profonda del ciclo a Saanich Inlet, British Columbia, un fiordo stagionalmente anossico. Un certo numero di gruppi microbici diviso nelle acque di ossigeno-deficienti compreso Nitrospina e SAR324 sono affiliati con il delta-proteobacteria, SAR406 e gamma-proteobacteria correlati a simbionti gill thiotrophic d'altura vongole e cozze. Diversità microbica è stato più alto all'interno della zona di transizione ipossica diminuendo notevolmente all'interno delle acque del bacino anossico e pattern temporale di partizionamento di nicchia sono stati osservati lungo gradienti definiti di ossigeno e di fosfato. Questi risultati forniscono un quadro filogenetico comparativo robusto per la deduzione di metabolismo sistemi di azoto, carbonio e zolfo in bicicletta all'interno delle acque oceaniche ossigeno-deficienti e stabiliscono Saanich entrata come un modello trattabili per studiare la risposta della comunità microbiche per cambiare i livelli di ipossia colonna d'acqua.
Strumenti Molecolari Per Indagare ANME Comunità Struttura E Funzione
Produzione di metano e consumi nei sedimenti marini anaerobiche è catalizzata da una serie di tetraidrometanopterina reversibile (H (4) MPT)-legati a reazioni di trasferimento di C1. Anche se molte di queste reazioni sono conservate tra microrganismi che utilizzano composti-one in carbonio, due rimangono diagnostica per il metabolismo di archaeal metano. Questi includono reazioni catalizzate da N5-methyltetrahydromethanopterin: Riduttasi coenzima M metiltransferasi e metil-coenzima M (MCR). L'enzima quest'ultimo è centrale nella formazione di legami C-H e metanogenica di scissione sottostante e fenotipi di metanogenica inversa. Qui, descriviamo una serie di nuovi strumenti per l'individuazione e quantificazione delle reazioni di trasferimento H4MPT-linked C1 mediata da incolto anaerobica metano-ossidanti archaea (ANME). Questi strumenti includono gli iniettori di reazione a catena della polimerasi targeting sottogruppi di ANME MCR subunità A e metodi di estrazione di proteine da sedimenti marini compatibile con spettrometria di massa ad alta risoluzione per profilatura comunità struttura e la dinamica funzionale.
L'arte E Il Design Degli Schermi Metagenomica Funzionale
Questo articolo riassume i principi di progettazione generali per metagenomica funzionale. Il focus è su Escherichia coli come un host di espressione, anche se sistemi alternativi ospite-vettore sono discusse in relazione al recupero del gene in schermi basati su attività di ottimizzazione. Esempi di approcci di isolamento e di arricchimento del DNA, costruzione della libreria e read-out fenotipiche sono descritti con particolare enfasi sull'uso delle tecnologie high throughput per rapido isolamento dei cloni ambientali codifica tratti fenotipici di interesse.
V-REVCOMP: Automatizzato Rilevazione High-throughput Di Sequenze Di Geni RRNA 16S Complementari Inversa in Grandi Set Di Dati Ambientali E Tassonomica
Sequenze di DNA complementare inversione - sequenze che sono inavvertitamente dato indietro con tutte le purine e le pirimidine recepite - possono influenzare sequence analysis dannosamente a meno che non presi in considerazione. Vi presentiamo un open-source, software di alto-rendimento tool - v-revcomp (http://www.cmde.science.ubc.ca/mohn/software.html) - per rilevare e riorientare le voci complementari inversione del gene rRNA (16S) piccole subunità da set di dati di sequenziamento, specialmente da fonti ambientali. Il software supporta lunghezze di sequenza che vanno dal piena lunghezza verso il basso per le letture breve che sono caratteristici delle tecnologie di sequenziamento di nuova generazione. Abbiamo valutato l'affidabilità di v-revcomp di screening tutti i 406 781 16S sequenze depositate nel rilasciare 102 del database a cura di SILVA e ha dimostrato che lo strumento ha una precisione di rilevamento di virtualmente 100%. Abbiamo successivamente utilizzato v-revcomp per analizzare 1 171 646 16S sequenze depositate nei database di sequenza del Nucleotide International e trovato che circa l'1% di questi user-presentato sequenze erano inversione complementare. Inoltre, una quota consistente delle voci erano altrimenti anomali, tra cui inversione complementare chimere, sequenze associate taxa sbagliato, nonribosomal geni, sequenze di scarsa qualità o altrimenti errati sequenze senza una ragionevole corrispondenza a qualsiasi altra voce nel database. Così, v-revcomp è altamente efficace nel rilevare e di riorientamento inversa 16S complementare sequenze di quasi qualsiasi lunghezza e può essere utilizzato per rilevare le varie anomalie di sequenza.
Vita Microbica in Un Deserto Di Asfalto Liquido
Pitch Lake in Trinidad e Tobago è un serbatoio di asfalto naturale alimentato da infiltrazioni di pece, una forma di petrolio che è costituito per lo più asphaltines, la regione circostante ricco di petrolio. Durante l'infiltrazione al rialzo, pitch mescola con fango e gas ad alta pressione, e la parte più leggera evapora o viene estraibili, che produce un residuo liquido asfalto caratterizzato da acqua bassa attività, substrati di carbonio recalcitrante e sostanze chimiche nocive composti. Un'attiva comunità microbica di archaea e batteri, molti di loro nuovi ceppi (in particolare da gruppi i nuovi Tar ARC), per un totale di una biomassa di fino a 10 celle per grammo, è stata trovata ad per abitare la matrice idrocarburo liquido del Pitch Lake. Geochimici molecolari tassonomici approcci e rivelato diversi, romanzo e profondamente ramificazione lignaggi microbiche con il potenziale per mediare i processi di degradazione anaerobica degli idrocarburi in diverse parti della colonna asfalto. Inoltre, abbiamo trovato marcatori per metabolismo metano archaeal e sequenze di geni specifici sono affiliati con batteri aerobi facoltativi e obbligati anaerobica zolfo - e nitrito-ossidanti. La diversità microbica al Pitch Lake è stata trovata per essere univoco rispetto alla comunità microbiche analizzate presso altri ambienti ricchi di idrocarburi, che comprendeva Rancho Le Brea, un ambiente di asfalto naturale in California, USA e un pozzo di petrolio e un vulcano di fango in Trinidad e Tobago, tra altri siti. Questi risultati aprono una finestra in ecologia microbica e biogeochimica di matrici di idrocarburi recalcitrante e stabiliscono il sito come un analogo terrestre per modellare il potenziale biotico di laghi di idrocarburi quali quelli che si trovano sulla più grande luna di Saturno, Titano.
