研究人员发明新方法来辨别微生物吃什么
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由北卡罗来纳州立大学和卡尔加里大学的研究人员设计的一种新技术提供了更深入的微生物社区中的新陈代谢和生理学 - 微观生活如细菌，病毒和我们身体内的其他微小生活整个大自然。具体地，新技术提供了一种更直接的方法来确定食物源或衬底，一定的微生物已经消耗。
研究人员使用质谱仪以非常高精度地测量群组中微生物的分子质量。然后，他们使用新开发的软件程序，允许它们将微生物与子字符串链接。
连接微生物和基质的基础是所谓的碳稳定同位素比率——不同质量的碳的自然形式之间的比率。自然界既包含最丰富的碳-12，也包含比碳-12多一个中子的碳-13。每一种材料都有这两种同位素的特定比例，这基本上可以用作材料的指纹或签名。新的算法将特定环境下微生物可利用的基质的碳同位素比率与微生物自身的比率联系起来。
曼努埃尔·克莱纳是北卡罗来纳州植物和微生物生物学系的助理教授，也是该研究报告的一篇论文的通讯作者。他说，了解微生物群落对于更好地了解动植物健康和疾病是必要的，以及重要的环境过程，如有机物的分解和养分在土壤和海洋中的循环。
“我们的方法是基于您所吃的概念，”Kleiner说。“如果有具有特异性同位素签名的食物来源，我们发现具有相同特定同位素签名的微生物，我们可以在两者之间建立连接。实际上由考古人类学家实际使用类似的技术，他可以通过分析来自头发或骨碎片的同位素比来确定饮食类型。“
人的头发对于工作的技术至关重要。在理发后装袋头发，Kleiner惊讶他的美发师。
“我们必须通过使用校准标准来纠正在质谱期间发生的某些错误。事实证明，人类的头发是校准我们仪器的绝佳材料，“Kleiner说。
为了测试新算法，研究人员培养了20个纯粹的培养样本，并显示了软件提供了与质谱标准一致的测量。研究人员还将复杂的样品与不同的微生物组合在一起，并测试了复杂社区中不同物种的个体签名。最后，研究人员研究了一个托管许多细菌的无高的海洋蠕虫，并用软件来测试这种共生关系的新陈代谢。
Kleiner补充说，研究的所有数据都是公开的，因此其他研究人员可以测试和利用新软件。
这项研究发表在国家科学院的诉讼程序。小玉洞，艾琳·赫兹克和马克·斯特鲁斯，所有来自卡尔加里大学，共同撰写本文，以及来自Max Planck海洋微生物学院的Juliane Wippler。该研究得到了NC州总理卓越卓越计划，校园艾伯塔省创新主席和加拿大创新基金会的支持。
- Kulikowski -
编辑的注释：纸上的摘要跟随。
“微生物社区中物种碳源和同化途径的碳源和同化途径”
作者：南卡罗来纳州立大学Manuel Kleiner;Juliane Wippler，Max Planck海洋微生物学研究所;小利洞，艾琳·赫什科尔，伯恩哈德市，马克斯特斯大学
发表: 2018年5月29日国家科学院的诉讼程序
迪伊：10.1073 / PNAS.1722325115
抽象的:稳定碳同位素比率(13C)的测量在生物学中广泛用于解决有关食物来源和生物体代谢途径的问题。对这些参与生物地球化学循环的微生物和动植物微生物区系的所谓稳定同位素指纹(SIFs)的分析，导致了环境微生物学的重大发现。目前，获取微生物群落的sif具有挑战性，因为现有的方法要么只能提供较低的分类分辨率，如使用脂类生物标记物，要么在吞吐量上受到限制，如单细胞的纳米级二次离子MS成像。在这里，我们提出了“直接蛋白- sif”和Calis-p软件包(https://sourceforge.net/projects/calis-p/)，使高通量测量准确的13C值的单个微生物群落。我们以20种纯培养微生物为基准，表明该方法可重复性地提供SIF值，与用同位素比质谱仪进行的金标准体积测量一致。通过模拟群落样本，我们证明了微生物群落中单个物种的SIF值也可以获得。最后，一个专门的细菌-动物共生的案例研究表明，直接蛋白- sif证实了先前的生理学假设，并可以为共生体的代谢提供意想不到的见解。这证实了该方法在准确测定微生物群落样品中不同物种13C值方面的有效性。
