雪氷圏は過去の環境条件の下で持続保存生物へのアクセスを提供しています。プロトコルは、収集し、土壌や氷の永久凍土コアを除染するために提示されています。外因性コロニーとDNAの不在が検出された微生物は、掘削や処理からの材料ではなく、汚染を表すことを示唆しています。
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この記事について
サマリー
要約
雪氷圏は、過去の環境条件下で存続した保存された生物へのアクセスを提供します。実際、これらの凍結した物質は、膨大な期間にわたる条件を反映している可能性があり、内部に潜んでいる生物学的物質の調査は、古代の環境についての洞察を提供する可能性があります。これらの生態系を適切に解析し、凍結した土壌や氷から意味のある生物学的情報を抽出するためには、凍結した試料を適切に収集し、処理する必要があります。これは、微生物やDNAの分析では特に重要であり、存在するコミュニティは現代のコミュニティとは大きく異なる可能性があります。ここでは、凍結したコアを成功裏に収集して除染するためのプロトコルを示します。外面のドーピングに使用されたコロニーが存在しないことと外因性DNAの両方が、凍結したコアの除染に成功したこと、および検出された微生物がコアの掘削や処理による汚染ではなく、材料からのものであったことを示唆しています。
概要
雪氷圏（ 例えば 、永久凍土の土壌、氷の特徴、氷、雪、フィルン、氷は）過去の環境条件の下で持続する生物の種類に垣間見ることができます。これらの基板が堆積するので凍結保存古い何千年もの間、その微生物群集、数十〜数百することができますので、古代の環境条件を反映しています。適切にこれらの生態系を分析し、凍結した土壌や氷から意味のある生物学的情報を抽出するには、凍結試料の適切な回収方法や処理が必要です。 21世紀のための気候予測は北極と亜北極地域1における顕著な温暖化の可能性を示しているので、これは最も重要です。具体的には、インテリアアラスカやグリーンランドは、2100年2,3によってそれぞれ約5℃〜7℃で、温めることが期待されます。これは、大幅に土壌や水生微生物群集に影響を与えることが予想されるので、関連されます生物地球化学的プロセス。気温の上昇と変更された沈殿政権は、潜在的に厚く、季節解凍（アクティブ）につながる多くの地域2-5の永久凍土の劣化6,7、凍結した土壌の解凍、およびなどの大規模な氷体の融解をレイヤーを開始することが期待されていますグランドアイス、アイスウェッジ、および分離氷8。これは劇的にこれらの生態系における植物や動物の生物多様性に加えて、生物地球化学的属性を変更します。
氷河氷とsyngenetic永久凍土の堆積物と....
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プロトコル
1.機器の準備や永久凍土コアコレクション
- 機器の準備およびフィールドサンプル収集および保存ギア
- バレルの上部にドライブアダプタを挿入し、所定の位置にロックするレバーを回転させることにより、サンプル収集のためのオーガーを組み立てます。ドライブアダプタにアダプタチューブをピンとアダプターチューブ上にモーターを固定します。バレル上のカッターを挿入します。
- サンプルに任意の汚染を低減するために軽量スーツ、ニトリル手袋、マスクを着用してください。耳の保護と永久凍土トンネル（ 図1）を入力する際の安全のためヘルメットを着用してください。
- サンプル（ 図1B）を収集するためにトンネルを入力し、場所を選択します。
注：垂直または水平掘削場所については、材料（ 例えば 、氷や永久凍土の）凍結されているという証拠が知られている領域を選択し、既知の大きな根系が存在しない、とは知ら砂利はありません。すべて削除するサンプルを収集する前に、地域からの植物材料を生きています。垂直方向または水平方向に掘削した場合、比較的平坦なオーガでアクセス領域を選択します。 - 70％のイソプロパノール、DNAの除染液、およびRNaseの除染液で滅菌されたプラスチック材料で地面を積層してワークステーションを準備します。
- 彼らはオーガーから除去さ....
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結果
提示された方法は、氷河からの永久凍土に、様々な雪氷圏環境から収集した凍結試料を除染するために使用することができます。ここでは、特に工学研究開発センターから収集した氷と永久凍土サンプルから収集したデータを提示-フォックス、AK（ 図1Aおよび1B）に位置する寒冷地調査及び技術研究所（ERDC-CRREL）永久凍土トンネル。永久凍土トンネルは、ゴールドストリーム谷の側に約110メートルを拡張し、氷の豊富なシルトや沖積層30-31へのアクセスを提供します。アイスウェッジと凍土からのサンプルを注意深くサンプリングの時点では10月24日2014年のトンネルの壁から三重に収集した、永久凍土壁の温度は-2.9℃でした。サンプルはから35メートルと60メートルで、トンネルのポータル、および凍土からアイスウェッジ機能約27メートルから採取しましたトンネルのポータル（ 図1Cおよび1D）。特別なケアは、氷と永久凍土コア（
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ディスカッション
雪氷圏は過去の環境条件の下で持続保存生物へのアクセスを提供しています。回収された分類群は完全な歴史的なコミュニティを表していないかもしれないが、氷河や永久凍土サンプルの分析から回収されたものは、選択期間15-16に関する貴重な歴史的な情報を得ることができます。例えば、意味のある生体情報は、解凍33の結果としての炭素循環プロセスを調査アイスグリーンランド氷床20に嫌気活動を調査研究し、永久凍土の研究から引き出されており、ベーリング地峡16に永久凍土からの真菌の多様性への洞察を提供してきました。適切なサンプル収集及び除染は、これらの凍結された材料内の生物群集を調査するために下流分析を行う前に発生しなければなりません。これらの手順は、データを解釈する上で重要な意味を持っているにもかかわらず、多くの研究は、サンプルがワット方法についての具体的な詳細を提供していませんERE収集および処理または画像が凍結された材料を処理する方法を示します。例えば、以前の研究では、これらの物質の正確な濃度は記載されていなかったものの、蛍光マイクロスフェアまたは既知の細菌.......
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開示事項
著者らは開示するものは何もない。
謝辞
この作業は、米国陸軍工兵研究開発センター、基礎研究プログラムオフィスを通じて資金提供されました。この情報の公開は、エンジニアのチーフによって付与されています。
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| Auger | Snow, Ice, and Permafrost Research Establishment (SIPRE), Fairbanks, AK | ||
| 70% Isopropanol | Walmart | 551116880 | |
| 95% Ethyl Alcohol (denatured) | Fisher Scientific, Pittsburgh, PA | A407-4 | |
| DNA decontamination solution, DNA Away | Molecular Bio-Products, Inc., San Diego, CA | 7010 | |
| RNase decontamination solution, RNase | Away Molecular Bio-Products, Inc., San Diego, CA | 7002 | |
| ライトデューティースーツ | キンバリークラークプロフェッショナル、ジョージア州ロズウェル | 10606 | |
| ニトリルグローブ | フィッシャーサイエンティフィック、ピッツバーグ、ペンシルバニア | 州FFS-700 | |
| 抗ウイルスマスク | キュラド、ウォルグリーン | CUR3845 | |
| 滅菌サンプルバッグ | ナスコ、フォートアトキンソン、ウィスコンシン | B01445 | |
| 鋼ミクロトームブレード | B-シャープマイクロナイフ、ウェイクフォレスト、NC | ||
| メタルラック | CRREL、ハノーバー、ニューハンプシャー | ||
| トレイ | ハンディペイント製品、チャナッセン、ミネソタ州 | 7500-CC | |
| アルミホイル | ウエスタンプラスチック、テメキュラ、CA | ||
| 500 mlボトル、0.22 μm フィルター | コーニング、コーニング、ニューヨーク | 430513 | |
| Serratia marcescens | ATCC、マナッサス、バージニア | 17991 | |
| バイオセーフティ フード | NuAire、プリマス、ミネソタ州 | NU-425-400 | |
| ペトリ皿 | フィッシャー サイエンティフィック、ピッツバーグ、ペンシルバニア | FB0875712 | |
| ATCC 寒天 181- トリプトン | アクロス オーガニックス、ニュージャージー州 | 61184-5000 | |
| ATCC 寒天 181- グルコース | フィッシャー サイエンティフィック、ピッツバーグ、ペンシルバニア | BP381-500 | |
| ATCC 寒天 181- 酵母抽出 | フィッシャー サイエンティフィック、ピッツバーグ、ペンシルバニア | BP1422-500 | |
| ATCC 寒天 181- リン酸二カリウム | JT ベイカー、フィリップスバーグ、ニュージャージー州 | 3252-01 | |
| ATCC 寒天 181- 寒天 | Difco、スパークス、MD | 214530 | |
| NanoDrop 2000 紫外可視分光光度計 | Thermo Fisher Scientific, Wilmington, DE | ||
| Lightcycler 480 System | Roche Molecular Systems, Inc., Indianapolis, IN | ||
| em>Halobacterium salinarum | American Type Culture Collection (ATCC), マナッサス, VA | ||
| em>Pseudomonas fluorescens | American Type Culture Collection (ATCC), バージニア | ||
| 州マナッサス微生物DNA分離キット | MoBio Laboratories, Carlsbad, CA | 12224-50 | |
| 耳の保護 | Elvex | EP-201 | |
| ヘルメット | |||
| Kimwipes | Kimberly-Clark Professional, Roswell, GA | 34705 | |
| グラスウール | パイレックス | 430330 | |
| 定規 | |||
| 計量缶 | フィッシャーサイエンティフィック、ピッツバーグ、ペンシルバニア | 08-732-100 | |
| 塩化ナトリウム | グマアルドリッチ、セントルイス、ミズーリ | 州S-9625 | |
| カリウム | JTベイカー、フィリップスバーグ、ニュージャージー | 州3040-04 | |
| カリウム、モノベーシック | JTベイカー、フィリップスバーグ、ニュージャージー | 州 3246-01 | |
| カリウム、二塩基 | JTベイカー、フィリップスバーグ、ニュージャージー州 | 3252-01 | |
| リン酸ナトリウム二塩基性、無水 | ッシャーサイエンティフィック、ピッツバーグ、ペンシルバ | 州BP332-500 | |
| 50 ml遠心チューブコー | ニング、コーニング、ニューヨーク | 4558 | |
| 2 ml微量遠心チューブMoBio | 研究所、カールスバッド、カリフォルニア州 | 1200-250-T | |
| 2 mlセラミックビーズチューブ(1.4 mm) | MoBio Laboratories, Carlsbad, CA | 13113-50 | |
| Scoopula | Thermo Fisher Scientific, Wilmington, DE | 1437520 Balance | |
| Ohaus, Parsippany, NJ | E12130 | ||
| ジエチルピロカーボネート (DEPC) | Sigma Aldrich, St Louis, MO | D5758 | |
| 臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニア (CTAB) | Acros Organics, NJ | 22716-5000 | |
| ポリエチレングリコール8000 | Sigma Aldrich, St Louis, MO | P5413-1KG | |
| フェノール-クロロホルム-イソアミルアルコール (25:24:1) (pH 8) | Fisher Scientific, Pittsburgh, PA | BP1752-400 | |
| Centrifuge | Eppendorf, Hauppauge, NY | 5417R | |
| クロロホルム-イソアミルアルコール (24:1) | Sigma Aldrich, St Louis, MO | C0549-1PT | |
| TE Buffer | Ambion (Thermo Fisher), Wilmington, DE | AM9860 | |
| Pipets | Rainin, Woburn, MA | Pipet Lite XLS, 2, 10, 200, and 1,000 µl ピペット | |
| ピペットチップ | レイニン、ウーバーン、マサチューセッツ州 | レイニン LTS 滅菌済み、ローリテンション、フィルター付きチップ、10、20、200、1,000 &マイクロ;l | |
| Vortexor | Scientific Industries, Bohemia, NY | G-560 | |
| Vortex Adaptor | MoBio Laboratories, Carlsbad, CA | 13000-V1 | |
| Clear Bottle | Corning, Corning, NY | C1395500 | |
| Amber Bottle | Corning, Corning, NY | C5135250 | |
| Bottle Top Filters, 0.22 &マイクロ;m | コーニング、コーニング、ニューヨーク | 430513 | |
| 60 ml シリンジ | ベクトン、ディッケンソン アンド カンパニー、フランクリン レイクス、ニュージャージー | 州 BD 309653 | |
| Millex シリンジ フィルター、0.22 μm | EMD Millipore, Billerica, MA | SLGV033RB 70 | |
| % Ethanol | Fisher Scientific, Pittsburgh, PA | BP2818-500 | diluted & filter sterilized |
| Isotemp 100 L Oven | Fisher Scientific, Pittsburgh, PA | 151030511 | |
| Cell Spreader | Fisher Scientific, Pittsburgh, PA | 08-100-10 | |
| Disposable Inoculating Loops | Fisherサイエンティフィック、ピッツバーグ、ペンシルバニア | 州22-363-602 |
参考文献
- Intergovernmental Panel on Climate Change. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Solomon, S., et al. , Cambridge University Press. Cambridge, United Kingdom. (2007).
- Marchenko, S., Romanovsky, V., Tipenko, G. Numerical Modeling of Spatial Permafrost Dynamics in Alaska. Proc. Ninth Int. Conferen. Permafr. University of Alaska Fairbanks, 29, 1125-1130 (2008).
- Intergovernmental Panel on Climate Change.
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