یک روش میکروبی برای کشاورزی

۲۵ بهمن ۱۳۹۶ کافه

توانایی حیوانات برای هضم مواد گیاهی توسط میکروب های کوچک در روده، که می تواند کربوهیدرات های پیچیده را تجزیه کند، تسهیل می شود. این وابستگی به میکروبها در گیاهخواران مانند گاو بسیار مؤثر هست که رابطه همزیستی آنها به همراه میکروبهای روده را ایجاد کرده هست. میکروبیوم گاو – مجموعه ای از میکروب هایی که در سیستم گوارش قرار دارند – اهمیت زیادی برای کشاورزی دارند، زیرا آنها تبدیل انرژی خورشیدی، ذخیره شده در به همراهفت گیاهی، به پروتئین حیوانی مصرف شده توسط انسان در سراسر جهان می کنند.

مهندسی این جوامع میکروبی برای افزایش بهره وری از خط لوله تبدیل گیاه به زیست توده هست بنابراین یک چالش بزرگ برای میکروب شناسان و مهندسان و یکی هست که قرار می دهد برای تست هنوز درک محدود از نحوه کنترل سیستم های زیست محیطی پیچیده مانند میکروبیوم وابسته به روده.

یک موضوع جدید جدید، ۱٫S992 (محیط زیست میکروبی کشاورزی) از وزارت مهندسی عمران و محیط زیست (CEE)، گروهی از دانش آموزان دوره کارشناسی را به اسرائیل در دوره فعالیت مستقل فعالیت های MIT برای یادگیری تکنیک ها و روش های پیشرفته برای مطالعه این جوامع میکروبی و بررسی مرز مهندسی میکروبیوم در کنار دانشجویان تحصیلات تکمیلی دانشگاه بن گوریون Negev (BGU)

"پروفسور اینجاق میرقری [of BGU] مطالعه شکم گاو [one chamber of a cow stomach] را مطالعه می کند و در MIT ما اقیانوس را مطالعه می کنیم، اما اساسا ما پروسه هایی را که بسیار شبیه هستند مطالعه می کنیم. ما هر دو مواد میکروب را تجزیه کننده پیچیده مطالعه می کنیم؛ در اقیانوس دیواره های سلولی جلبک و در شکمبه آن الیاف گیاهی هست. "اوتو اکسپرس، کارشناس آموزشی و تحقیقاتی CEE، یک میکروبیولوژیست هست که به بررسی زیست محیطی در مقیاس کوچک می پردازد و موضوع خاصی را به همراه میرقره رهبری می کند. "هدف این کلاس این هست که یاد بگیریم چطور به چگونگی طراحی یک کنسرسیوم میکروبی فکر کنیم. این به این معنی هست که ما در حال تلاش برای درک و شناخت انواع گونه ها و ارگانیسم های مختلف هستیم، چه ترکیبه همراهتی وقتی تولید می شود که یک منبع را تخریب می کنند و چگونه دیگر موجودات زنده می توانند از این ترکیبه همراهت هستفاده کنند. ما می خواهیم یاد بگیریم که چگونه پیش بینی عملکرد یک سیستم متابولیک متصل می شود. "

برای کمک به تحقیقات خود، Cordero و Mizrahi کمک از دانش آموزان از دانشگاه های مربوطه خود را. برای دو هفته دانشجویان MIT به همراه دانشجویانی از BGU کار کردند تا جوامع میکروبی معکوس مهندسان که در شکم گاو زندگی می کنند، کار کنند. این در شکمبه هست که جوامع میکروبی دارای توانایی ویژه برای شکستن مواد گیاهی دفع کننده و تبدیل آنها به انرژی هستند. بنابراین دانش آموزان اکوسیستم های مختلف میکروبی را طراحی کرده اند که می تواند به طور به همراهلقوه به حیوان منتقل شود تا مواد غذایی گیاهی را به طور موثر تر تخریب کند – این ویژگی به همراه مزایای کشاورزی قابل توجه هست

"Cordero توضیح می دهد:" به همراه تلاش برای درک عملکرد جمعی سیستم میکروبی و تعاملات در جوامع، ما در حال تلاش برای تعیین عوامل موثر بر عملکرد و کارآیی شکم گاو هستیم. " "به عنوان مثال، ما می توانیم تعیین کنیم که چه مقدار از محصول منتقل شده به وزن بیولوژیکی، وزن حیوان نسبت به رفتن به گازهایی مانند متان، یک گاز گلخانه ای قوی می دهد."

محیط زیست میکروبی کشاورزی طراحی شده هست تا یک برنامه مبتنی بر آزمایشگاه به همراهشد تا دانش آموزان را درک کاملتری از تکنولوژی و روش های مورد هستفاده برای تجزیه و تحلیل میکروبیوم و ارائه دانش آموزان به شیوه جدید تفکر در مورد جوامع میکروبی.

"ما به طور خاص قصد داشتیم دانش آموزان را به همراه درک مفهومی و فنی از اینکه چگونه میکروب ها، که سازه های میکروبیوم هستند، می توانند از محیط هایشان جدا شوند، به منظور بررسی ویژگی های آنها مورد مطالعه قرار گرفتند و دوبه همراهره به همراه روش مورد نظر دوبه همراهره ترکیب شدند" میرقلی توضیح می دهد

در آزمایشگاه، دانشجویان منابع ترجیحی و محصولات دفع بیش از ۳۰ گونه مختلف مربوطه را از شکم شكمبه و انسولین انسان را تجزیه و تحلیل كردند. به همراه هستفاده از این اطلاعات، دانش آموزان جوامعی را طراحی کردند که می توانند منابع خاصی را مصرف کنند و آنها را به ترکیبه همراهت مورد نظر تبدیل کنند، در حالی که تولید دیگران را به حداقل برسانند.

"ما به همراهید یاد بگیریم که چگونه جامعه میکروبی را از پایین به به همراهلا جمع کنیم، و در حالی که مطمئنا به سرعت در حال پیشرفت هست، واقعا جالب بود که بتوانیم هر مرحله از روند را تجربه کنیم و مالکیت خود را بر تقریبه همراه هر جنبه ای از ما داشته به همراهشیم. میکیگان در پایان، میکیلا مورفی، ارشد CEE که در این کلاس شرکت کردند، می گوید:

در BGU، دانش آموزان از ابزار و تکنیک های پیشرفته، از جمله میکروسکوپ پیشرفته که دانش آموزان را قادر به گرفتن تصاویری از میکروب ها، طیف سنجی جرم کروماتوگرافی گاز، برای شناسایی متابولیت های تولید شده توسط میکروب های شکم، و نیز ژنومیک برای پیش بینی حضور روش های مختلف متابولیسم.

این تلاش ها بینش هایی را دربه همراهره چگونگی دست زدن به جوامع میکربی می دهد. شرکت های بیوتکنولوژی در حال تلاش برای انجام کار مشابه هستند، اما Cordero توضیح می دهد که بسیاری از آنها به طور تصادفی جوامع را مخلوط می کنند. او می گوید: «چالش این هست که منطق این فرایندها را درک کنیم.

پس از دو هفته در اسرائیل، دانشجویان در داخل و خارج آزمایشگاه پیوستند. میرقلی می گوید: «شگفت انگیز بود که ببینیم چگونه علم می تواند دانش آموزان را از زمینه های مختلف و فرهنگ های مختلف به هدف خاصی تبدیل کند.

علاوه بر تجربه زندگی و فرهنگ کالج اسرائیل، گروه های MIT و BGU همچنین از جاذبه های محلی و مکان های تاریخی هستفاده می کردند. در طول تعطیلات آخر هفته، دانشجویان به ماجراهایی مانند دیدن و شنا کردن (و شناور بودن) در دریای مرده رفتند، پیاده روی در بیابه همراهن در منطقه Negev از جنوب اسرائیل، و صرف وقت در اورشلیم.

"من بزرگترین قایقرانی [from the subject] این هست که شناخت محیط زیست میکروبی می تواند یک ابزار واقعا قدرتمند به همراهشد، و بنابراین احتمالا به عنوان یک زمینه مهم برای مطالعه در سال های آینده خواهد بود." "گرچه میکروب ها کوچک هستند، اما تاثیر بزرگی بر بسیاری از بزرگترین مشکلات ما مانند تغییرات اقلیمی و تولید مواد غذایی دارند."

این موضوع بعدها توسط موسسه بین المللی علوم و فناوری MIT، بنیاد ملی علوم، بنیاد علمی بینالمللی ایالات متحده-اسرائیل و بنیاد علمی بینالمللی ایالات متحده-اسرائیل ساخته شد.

دانلود آهنگ مسعود صادقلو ما به هم میایم