빙권은 과거 환경 조건에서 유지 보존 생물에 대한 액세스를 제공합니다. 프로토콜은 수집하고 토양과 얼음의 영구 동토층 코어 오염을 제거하기 위해 제공됩니다. 외인성 DNA와 콜로니의 부재가 검출 된 미생물 또는 드릴링 처리에서 재료보다는 오염을 나타낸다는 것을 시사한다.
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이 논문에서
요약
초록
빙권은 과거의 환경 조건 하에서 지속된 보존된 유기체에 대한 접근을 제공합니다. 사실, 이러한 얼어붙은 물질은 광대한 기간에 걸친 상태를 반영할 수 있으며, 내부에 숨겨진 생물학적 물질에 대한 조사는 고대 환경에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다. 이러한 생태계를 적절하게 분석하고 얼어붙은 토양과 얼음에서 의미 있는 생물학적 정보를 추출하기 위해서는 얼어붙은 샘플의 적절한 수집 및 처리가 필요합니다. 이는 미생물 및 DNA 분석에 특히 중요한데, 존재하는 군집이 현대의 군집과 매우 독특하게 다를 수 있기 때문입니다. 여기에서는 얼어붙은 코어를 성공적으로 수집하고 오염을 제거하기 위한 프로토콜이 제시됩니다. 외부 표면을 도핑하는 데 사용된 군체와 외인성 DNA가 없다는 것은 우리가 얼어붙은 코어의 오염을 성공적으로 제거했으며, 검출된 미생물이 코어의 시추나 가공으로 인한 오염이 아니라 물질에서 나온 것임을 시사합니다.
서론
빙권은 (예를 들면, 영구 동토 토양, 얼음 기능, 빙하, 눈, 만년설과 얼음은) 과거의 환경 조건에서 지속 생물의 유형을 엿볼을 제공합니다. 이 기판을 증착 이후 동결 보존하고 이전 수천 년, 그들의 미생물 커뮤니티, 수백 수십 수 있기 때문에, 고대의 환경 조건을 반영한다. 적절하게 이러한 생태계를 분석하고 냉동 샘플의 냉동 토양과 얼음, 올바른 수거 및 처리에서 의미있는 생물학적 정보를 추출하는 것은 필요하다. 21 세기 기후 전망은 북극과 아 북극 지역 1에서 뚜렷한 온난화의 가능성을 나타내는 이것은 매우 중요하다. 특히, 실내 알래스카와 그린 랜드는 약 5 ° C 각각 2100, 3 7 ° C를 따뜻하게 할 것으로 예상된다. 이것은 상당히 토양 수생 미생물 커뮤니티, 따라서 관련 영향을 예상생지 화학 과정. 따뜻한 온도와 변경된 강수량 정권은 잠재적 두꺼운, 계절 해동 (활성)에 이르는 많은 지역 2-5에서 영구 동토 저하 6,7, 냉동 토양의 해동과 같은 거대한 얼음 기관의 용융 층을 시작할 것으로 예상된다 지상 얼음, 얼음 웨지와 분리 얼음 8. 이 극적으로 이러한 생태계에서 식물과 동물의 생물 다양성에 추가하여 생지 화학적 특성을 변경합니다. ....
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프로토콜
1. 장비 준비 및 영구 동토 코어 컬렉션
- 장비 준비 및 현장 샘플 수집 및 보존 기어
- 배럴의 상단에 드라이브 어댑터를 삽입하고 제자리에 고정하는 레버를 돌려 샘플 수집을위한 오거를 조립합니다. 드라이브 어댑터에 어댑터 튜브 핀 어댑터 튜브 상 모터에 핀. 배럴에 커터를 넣습니다.
- 샘플에 어떤 오염을 줄이기 위해 경량 정장, 니트릴 장갑 및 마스크를 착용 할 것. 귀 보호 및 영구 동토 터널 (그림 1) 입력시 안전 하드 모자를 착용한다.
- 터널을 입력하고 샘플 (그림 1B)를 수집하는 위치를 선택합니다.
주 : 수직 또는 수평 드릴링 위치는 물질 (예, ICE 또는 영구 동토층) 동결 증거가 공지되어있는 영역을 선택, 알려진 많은 뿌리 체계가없고 공지 자갈이 없다. 모두 제거시료를 수집하기 전에 영역에서 식물 물질 생활. 수직 또는 수평 시추 경우, 상대적으로 평평하고 오거에 액세스 할 수있는 영역을 선택합니다. - 70 % 이소프로판올, DNA 오염 제거 솔루션과의 RNase의 오염 제거 용액으로 소독 된 플라스틱 재료로 땅을 적층하여 워크 스테이션을 준비합니다.
- 그들은 오거에서 제거 할 때 코어를....
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결과
제시된 방법은 영구 동토층에 빙하 얼음에서 다양한 빙권 환경에서 수집 된 냉동 샘플의 오염을 제거하는 데 사용할 수 있습니다. 여기, 우리는 특히 공학 연구 개발 센터에서 수집 얼음과 영구 동토층 샘플로부터 수집 된 데이터 제시 - 폭스, AK에있는 냉전 지역 연구 및 공학 연구소 (ERDC - CRREL) 영구 동토 터널 (그림 1A 및 1B). 영구 동토층 터널 골드 스트림 계곡의 측면으로 약 110m를 확장하고 얼음이 풍부한 미사와 충적층 30 ~ 31에 대한 액세스를 제공합니다. 얼음 쐐기 및 냉동 토양 샘플은 신중하게 샘플링 당시 2014 년 10 월 24 일 터널의 벽에서 세중의 수집, 영구 동토층 벽의 온도는 -2.9 ° C이었다. 샘플에서 35m와 60m의 터널 포털, 냉동 토양에서 얼음 쐐기 기능이 약 27m에서 수집터널의 포털 (도 1C 및 .......
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토론
빙권은 과거 환경 조건에서 유지 보존 생물에 대한 액세스를 제공합니다. 복구 된 분류군이 전체 역사적인 지역 사회를 대표하지 않을 수 있지만, 빙하와 영구 동토층 샘플의 분석에서 발견 한 사람들은 선택 기간 15 ~ 16에 대한 중요한 역사적인 정보를 얻을 수 있습니다. 예를 들어, 의미있는 생물학적 정보는 해동 (33)의 결과로 탄소 순환 과정을 조사 얼음 그린란드 빙상 (20)의 혐기성 활동을 조사 연구와 영구 동토 연구에서 도출되었으며 Beringia를 16 영구 동토층에서 진균 다양성에 대한 통찰력을 제공하고 있습니다. 다운 스트림 실시하는 것은 이러한 냉동 재료 내에서 생물학적 사회 조사를 분석하기 전에 적절한 샘플 수집 및 오염 제거가 발생합니다. 다음 단계는 데이터를 해석에 중요한 의미를 가지고 있지만, 많은 연구가 w 방법 샘플에 대한 구체적인 정보를 제공하지 않습니다조립식 수집 및 처리 또는 이미지는 냉동 재료를 처리하는 방법을 보여.......
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공개 사항
저자는 공개할 것이 없습니다.
감사의 글
이 연구는 미 육군 엔지니어 연구 개발 센터, 기초 연구 프로그램 사무소를 통해 자금을 지원받았습니다. 이 정보를 게시할 수 있는 권한은 엔지니어 책임자가 부여했습니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| Auger | Snow, Ice, and Permafrost Research Establishment (SIPRE), Fairbanks, AK | ||
| 70% 이소프로판올 | 월마트 | 551116880 | |
| 95% 에틸 알코올 (변성) | Fisher Scientific, Pittsburgh, PA | A407-4 | |
| DNA 오염 제거 솔루션, DNA Away | Molecular Bio-Products, Inc., San Diego, CA | 7010 | |
| RNase 오염 제거 솔루션, RNase Away | Molecular Bio-Products, Inc., San Diego, CA | 7002 | |
| 경량 슈트 | Kimberly-Clark Professional, Roswell, GA | 10606 | |
| 니트릴 장갑 | Fisher Scientific, Pittsburgh, PA | FFS-700 | |
| 항바이러스 마스크 | Curad, Walgreens | CUR3845 | |
| 멸균 샘플 가방 | Nasco, Fort Atkinson, WI | B01445 | |
| 스틸 마이크로톰 블레이드 | B-Sharp Microknife, Wake Forest, NC | ||
| Metal Rack | 제작 CRREL, Hanover, NH | ||
| Tray | Handy Paint Products, Chanhassen, MN | 7500-CC | |
| 알루미늄 호일 | 웨스턴 플라스틱, 테메큘라, CA | ||
| 500 ml 병 0.22 &뮤; m 필터 | Corning, Corning, NY | 430513 | |
| Serratia marcescens | ATCC, Manassas, VA | 17991 | |
| Biosafety Hood | NuAire, Plymouth, MN | NU-425-400 | |
| Petri | Dish Fisher Scientific, Pittsburgh, PA | FB0875712 | |
| ATCC Agar 181- Tryptone | Acros Organics, NJ | 61184-5000 | |
| ATCC 한천 181- 포도 | Fisher Scientific, Pittsburgh, PA | BP381-500 | |
| ATCC 한천 181- 효모 추출물 | Fisher Scientific, Pittsburgh, PA | BP1422-500 | |
| ATCC 한천 181- 인산이칼륨 | JT Baker, Phillipsburg, NJ | 3252-01 | |
| ATCC 한천 181- 한천 | Difco, Sparks, MD | 214530 | |
| NanoDrop 2000 UV Vis 분광 광도계 | Thermo Fisher Scientific, Wilmington, DE | ||
| Lightcycler 480 System | Roche Molecular Systems, Inc., 인디애나폴리스, IN | ||
| Halobacterium salinarum | American Type Culture Collection (ATCC), Manassas, VA | ||
| em>Pseudomonas fluorescens | American Type Culture Collection (ATCC), Manassas, VA | ||
| 미생물 DNA 분리 키트 | MoBio Laboratories, Carlsbad, CA | 12224-50 | |
| 귀 보호 | Elvex | EP-201 | |
| 안전모 | |||
| Kimwipes | Kimberly-Clark Professional, Roswell, GA | 34705 | |
| 유리솜 | Pyrex | 430330 | |
| 눈금자 | |||
| 계량 주석 | Fisher Scientific, Pittsburgh, PA | 08-732-100 | |
| 염화나트륨 | Sigma Aldrich, St Louis, MO | S-9625 | |
| 염화칼 | JT Baker, Phillipsburg, NJ | 3040-04 | |
| Potassium phosphate, monobasic | JT Baker, Phillipsburg, NJ | 3246-01 | |
| 인산칼륨, 이염기성 | JT Baker, Phillipsburg, NJ | 3252-01 | |
| 인산나트륨 이염기성, 무수 | Fisher Scientific, Pittsburgh, PA | BP332-500 | |
| 50ml 원심분리기 튜브 | Corning, Corning, NY | 4558 | |
| 2ml 마이크로 원심분리기 튜브 | MoBio Laboratories, Carlsbad, CA | 1200-250-T | |
| 2 ml 세라믹 비드 튜브 (1.4 mm) | MoBio Laboratories, Carlsbad, CA | 13113-50 | |
| Scoopula | Thermo Fisher Scientific, Wilmington, DE | 1437520 | |
| Balance | Ohaus, Parsippany, NJ | E12130 | |
| Diethylpyrocarbonate (DEPC) | Sigma Aldrich, St Louis, MO | D5758 | |
| Hexadecyltrimethylammoniabromide (CTAB) | Acros Organics, NJ | 22716-5000 | |
| 폴리에틸렌 글리콜 8000 | Sigma Aldrich, St Louis, MO | P5413-1KG | |
| 페놀-클로로포름-이소아밀 알코올 (25:24:1) (pH 8) | Fisher Scientific, Pittsburgh, PA | BP1752-400 | |
| Centrifuge | Eppendorf, Hauppauge, NY | 5417R | |
| 클로로포름-이소아밀 알코올 (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 및 1,000 µ l 피 | |
| 펫 피펫 팁 | Rainin, Woburn, MA | Rainin LTS 사전 살균, 저 보유, 필터링 팁, 10, 20, 200, 1,000 &마이크로; 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 | |
| 병 상단 필터, 0.22 &마이크로; m | 코닝, 코닝, 뉴욕 | 430513 | |
| 60 ml 주사기 | Becton, Dickenson and Company, 프랭클린 호수, 뉴저지 | BD 309653 | |
| Millex 주사기 필터, 0.22 μ m | EMD Millipore, Billerica, MA | SLGV033RB | |
| 70% 에탄올 | Fisher Scientific, Pittsburgh, PA | BP2818-500 | 희석 및 필터 멸균 |
| Isotemp 100 L 오븐 | Fisher Scientific, Pittsburgh, PA | 151030511 | |
| 세포 살포기 | Fisher Scientific, Pittsburgh, PA | 08-100-10 | |
| 일회용 접종 루프 | Fisher 사이언티픽, 피츠버그, PA | 22-363-602 |
참고문헌
- 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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