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植物通过控制叶片内部的微生物群落多样性来促进健康

在一项发表在《自然》(Nature)杂志上的新研究中,密歇根州立大学(Michigan State University)的科学家们展示了植物基因如何选择哪些微生物能够在它们的叶子里生存,以保持健康。

这是首次研究表明,植物健康和微生物群落在叶圈内的聚集之间存在因果关系。植物的全部地上部分。这项研究表明,从植物到动物的有机体可能都有类似的策略来控制它们的微生物群落。

微生物组研究是人类健康科学研究的热点。当科学家们提到人类肠道细菌时,它们指的是肠道微生物群落,即生活在人类消化系统中的所有微生物的遗传物质。

大型植物微生物群落研究领域仅有十几年的历史,但在国内外的研究中已取得了很大的进展。该研究的主要作者之一、密歇根州立大学-美国能源部植物研究实验室成员、霍华德·休斯医学研究所研究员何盛阳说。我们想知道植物是否需要一个适当组装的叶球菌群。

植物基因:微生物的守门人

在自然界中,植物受到无数微生物的轰击。他是密西根州立大学(MSU)自然科学学院(College of Natural Science)植物生物学系和微生物及分子遗传学学系的联合教授。如果一切都允许在植物里生长,那可能会是一片混乱。我们想知道微生物的数量和种类是否重要,是否有一个完美的微生物组成。如果是这样,植物是否有一个遗传系统来寄主和培育合适的微生物群系?

植物似乎可以。新发现的机制涉及两个遗传网络。一种涉及植物的免疫系统,另一种控制叶子内部的水合水平。这两个网络协同工作来选择哪些微生物能在植物叶子内存活。

当我们从植物中去除这两个网络时,叶子内部的微生物组组成发生了变化。他说。细菌种类的数量和组合是不正常的,我们的研究小组发现了植物组织损伤的症状。

这些症状在概念上与人类炎症性肠病相似。他说。从进化的角度来看,这可能是因为所涉及的基因是古老的。这些基因在大多数植物中都有发现,有些甚至与动物免疫有关的基因有相似之处。“价格;

根据He实验室的科学家的说法,这可能是第一次在植物王国里正式描述与生物失调相关的疾病。事实上,它在概念上与人类健康相似,暗示了生命中一个基本的过程。

开发新技术以确定因果关系

在微生物组研究中很难找到因果关系的原因是,实际上不可能从无数微生物的噪音中分辨出来。

为了解决这个问题,该实验室开发了一个无菌生长室,他们称之为“灵知系统”。一种微生物已知或不存在的环境。

很少有人用无菌的、富含有机物的材料来种植无菌植物。他说。我们的系统使用一种类似于土壤的泥炭基质,基本上就是温室盆栽土壤。我们用热和压力来杀死土壤里的所有细菌,植物就能在这种无菌的条件下生长。

然后,研究人员可以以可控的方式将微生物引入这种环境。

你可以添加一个,两个,甚至一个细菌群落。他说。在我们的研究中,我们从共生的或生病的植物中提取了一个细菌群落,并把它们引入我们健康的植物中,反之亦然。我们发现,植物的健康需要微生物组组成和植物遗传系统。

例如,遗传缺陷的植物不能利用从健康植物移植过来的微生物组。微生物群慢慢地恢复到引起疾病的状态。

另一方面,健康的植物暴露在患病植物的微生物群中也会受到影响。虽然它有选择合适微生物的遗传工具,但微生物的可利用性是有限的和异常的。工厂无法解决这个问题。

微生物水平和组成物质

结果表明,微生物群落多样性的增加与植物健康相关。不知何故,植物基因是促进这种多样性的看门人。

研究中生病的植物叶片中的微生物数量是健康植物的100倍。但人口的多样化程度较低。为了找出原因,科学家们进行了数千次一对一的细菌对峙,以找出哪些菌株具有侵略性。

在病株中,变形杆菌属菌株;其中许多对植物有害。健康微生物群落的组成比例从三分之二跃升至96%。许多可能对植物有益的费米菌在数量上减少了。

也许,当生病的植物体内的微生物群落数量异常增多时,微生物之间的距离就会变得非常近。他说。突然之间,他们为了资源而战,变得咄咄逼人。在这种情况下是有害的那些不幸的是赢了。健康的植物似乎能阻止这种收购的发生。

大局:支持植物健康

这项研究是多样性对支持健康生活系统的重要性的又一个例子。每种微生物对植物都有不同的益处,如增强免疫力、抗逆性或营养吸收。

像他这样的科学家希望能够操纵植物遗传系统来重新配置植物微生物群。植物可以更有效地选择它们的微生物伙伴,并提高植物的健康、恢复力和生产力。

我们的领域还很年轻,他说。微生物组的研究主要集中在人类肠道细菌上。但是更多的细菌生活在植物的叶子上,我们星球的肺里。如果能了解微生物在自然生态系统和农田中是如何影响叶圈健康的,那就太好了。

贡献了这项研究的贺建奎实验室的科学家包括前实验室成员辛秀芳、现任实验室成员陈涛和野村近也。这项研究由美国国立卫生研究院、霍华德·休斯医学研究所、密歇根州立大学植物弹性研究所、美国能源部科学办公室和中科院分子植物科学卓越中心/植物生理与生态研究所资助。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://msutoday.msu.edu/news/2020/plants-control-microbiome-diversity-inside-leaves-to-promote-health/

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回顾一下斯巴达棒球

密歇根州立大学棒球队主教练小杰克·博斯(Jake Boss Jr.)向球迷们介绍了他执教斯巴达的12个赛季,以及他在每个赛季最喜欢的一些亮点。每周的系列节目从教练教练在斯巴达的第一年开始,2009年。

详情请访问msuspartans.com。

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沃顿中心剩余的“邪恶”表演被取消

由于对19日全球大流行的担忧日益加剧,剩下的毒瘤仍在蔓延。原定于4月14日至19日举行的演出将会取消,不会再作调整。

购买门票的顾客将获得全额退款,包括费用。退款将在下周末之前处理,使用与原付款相同的方法。用现金、支票或礼品卡/礼券购买的购票者将在未来几周内从密歇根州立大学获得一张退款支票。

请注意,通过第三方购票,沃顿中心恕不退款。最新的更新,请访问https://www.whartoncenter.com/covid-19。

沃顿中心的售票处将一直关闭,直到州长的“待在家里,保证安全”命令到期。问题可以通过电子邮件发送到[email protected]。,

沃顿中心非常感谢公众在这个前所未有的时代给予的理解和支持。执行董事迈克·布兰德说。我们从许多赞助人那里得到了鼓励,对此我们表示感谢。我们期待着很快的好消息,包括有机会介绍2020-2021赛季。”

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四人获得公共服务奖的Patenge奖章

四位杰出的领导被选为密歇根州立大学骨科医学院的最高荣誉。沃尔特·f·帕廷格公共服务奖章。

以在医疗、政府和公共服务领域追求卓越而闻名的获奖者是肯尼斯·艾尔马西安(Kenneth Elmassian)、卡里·a·霍托斯(Kari A. Hortos)、克里斯·t·尼考洛夫(Kris T. Nicholoff)和劳伦斯·l·普罗科普(Lawrence L. Prokop)。

完整的故事,请访问骨科医学院。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://msutoday.msu.edu/news/2020/four-individuals-receive-the-patenge-medal-of-public-service-award/

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远大商学院帮助企业克服COVID-19带来的招聘挑战

位于伊莱•布罗德商学院(Eli Broad College of Business)的拉塞尔•帕尔默职业生涯管理中心(Russell Palmer Career Management Center)正在帮助企业合作伙伴应对COVID-19健康危机带来的招聘挑战。

由于我们一直与那些正在应对covid19挑战的公司合作,我们发现他们中有许多人想要更多地了解他们的同行在招聘方面都做了些什么。职业管理总监玛拉·麦格劳(Marla McGraw)说。我们决定举办公司集团缩放讨论,由行业安排,作为一个解决方案,把公司的领导人聚集在一起。

最初的讨论吸引了来自多个行业的50多名公司代表。阅读更多。

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灯塔,细菌和皮肤粗糙的蝾螈

《生态学》教科书上的例子是这样的:皮肤粗糙的有毒蝾螈和袜带蛇陷入了一场进化军备竞赛。这种蛇对蝾螈的神经毒素防御能力越强,蝾螈产生的毒素就越致命,足以杀死24个人。

但在开放获取期刊《生活》上发表的一篇论文中,密歇根州立大学自然科学学院(简称NatSci)的研究生Patric Vaelli目前在哈佛大学进行博士后研究,他的研究让皮肤粗糙的蝾螈的故事变得更加复杂。

事实证明,这场“军备竞赛”有一个看不见的、极具影响力的第三方:产生神经毒素的细菌,它们生活在蝾螈的皮肤上。

灯塔

七年前,密歇根州立大学综合生物学系的神经行为学家、vaellio未来的顾问希瑟•艾瑟森在BEACON Center for the Study of Evolution in Action发表了一场演讲。

我在做一个关于皮肤粗糙的新闻的演讲,这些新闻很迷人,但却是致命的有毒两栖动物,它们体内含有神经毒素——河豚毒素,或者简称TTX;艾森说,他在密歇根州立大学研究动物神经系统和行为的进化变化已经超过23年。我解释说,从来没有人在报纸上查清过毒品的来源。

差不多在同一时期,韦利作为研究生来到密歇根州立大学Eisthen’实验室,环境是完美的培育研究。密歇根州立大学以微生物生态学和进化论闻名于世,从理查德·伦斯基的大肠杆菌长期实验进化项目,到查尔斯·奥夫里亚的数字化进化生物体,他帮助国家科学基金会获得了资助,建立了BEACON中心。

vaellio ‘ s search for the source of the news;TTX在eistheno的谈话中萌芽,并在BEACON Center最初两笔赠款的帮助下成长。

细菌

维里从文献中得知,河豚鱼体内的细菌会产生TTX,于是他开始研究蝾螈体内的细菌是否也会产生TTX。他在微生物学方面几乎没有经验,所以韦恩州立大学(Wayne State University)微生物生态学助理教授、这篇论文的作者之一凯文•泰斯(Kevin Theis)指导他如何对16S核糖体RNA基因(16S ribosomal RNA gene)进行测序,这是一种用于识别细菌的条形码。

我买了一些培养皿,阅读了有关培养基的知识,倒了盘子,擦洗了蝾螈,并开始建立一个细菌培养库,我把它储存在深度冷冻的冰箱里。Vaelli说。

然后,维里必须确定神经毒素是如何产生的,这后来被证明是一个主要的并发症。

我必须培养所有的细菌,并分析用于生产TTX的培养基。Vaelli说。复制皮肤的环境并让细菌产生天然分子是一项挑战。

经过3年在msu的质谱核心设备上对数百种细菌培养物的筛选,Vaelli能够从4个属中识别出产生ttx的菌株,其中一个属与蝾螈毒性水平显著相关,即假单胞菌。

这是首次在两栖动物或任何陆生动物身上发现产生ttx的细菌。

的rough-skinned纽特

在培养细菌3年后,几乎没有什么结果,Vaelli担心他的论文可能没有任何东西,所以他开始研究newts是如何产生对TTX的抗药性的。

TTX于1909年在日本发现,是一种被广泛研究的分子。它与神经系统中一种叫做电压门控钠通道(Nav)的蛋白质结合,这是最早参与产生神经电信号的蛋白质。TTX可以阻断Nav并阻止钠进入细胞,使神经元沉默并导致肌肉麻痹。

更复杂的是,这些蝾螈不仅拥有一种,而是六种Nav蛋白质。

我认为这是一个很酷的分子进化问题,因为我们可以问蛋白质的哪些部分发生了变化,以及这六种蛋白质在如何进化出抗性方面是否存在差异。Vaelli说。我对这6个基因中的5个进行了测序(其中一个基因已经被测序),发现这6个基因都有突变,而且它们都独立地进化出了抗性。

vaellio的研究结果是趋同进化的一个很好的例子,两个不同的物种进化出了相同的结构,以达到相同的目的,就像鸟和蝴蝶的翅膀一样。

即将到来的是一种理解自然选择的全新方式。Eisthen说。如果你不研究微生物是如何与生理学直接交叉的,你就无法理解蝾螈/袜带蛇军备竞赛的全貌。

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《在一起更强:学生们如何战斗》(第19章)

面对巨大的需要,想要帮助是很自然的。考特尼·梅洛是骨科医学院一年级的学生,她就是这样参与到回馈社会的活动中来的。

当她听说该地区的一群住院医生在休息日寻找个人防护装备(PPE),比如外科口罩、手套和防护服时,她知道自己必须做点什么。

他们在休息日还要做这件事,这在我看来简直是发疯了。梅洛说。

它激发了一个想法。

作为医科学生,我们在上课和作业之间有时间,特别是在我们转向在线教学模式的时候,可以帮助医务人员完成作业。”梅洛说道。

完整的故事,请访问骨科医学院。

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密歇根州立大学复合材料研究所在底特律捐赠个人防护装备

密歇根州立大学先进复合材料制造创新研究所与底特律国家制造创新研究所合作,向底特律的社区卫生和社会服务中心捐赠了个人防护装备。

密歇根州立大学和LIFT捐赠:

  • 300副安全眼镜(配戴于处方眼镜之上);
  • 300副安全眼镜(不含处方眼镜);
  • 1400双丁腈手套;
  • 60件泰维克实验室的外套。

社区卫生和社会服务中心(简称CHSS Center)是一个非盈利组织,为社区所有居民提供负担得起的初级卫生保健和支持服务,特别关注那些不值得关注的非洲裔和拉美裔人口。阅读更多。

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MSU的图书馆有助于联合当地的PPE制造商,提高面罩的产量

150多年来,MSU图书馆一直在利用他们的资源、技能和知识来帮助MSU社区。现在他们正在以一种全新的方式提供帮助,他们在荷兰制造商协会的空间里与校园里的其他人一起生产个人防护装备,并帮助团结当地的PPE制造商。

图书馆馆长小约瑟夫·a·塞勒姆说,印表机整夜不停地印出防护盾,图书馆的工作人员还创建了一个网页,以帮助团结PPE制造者社区。

我们有一群人在一起工作来制造个人防护装备。萨勒姆说。校园里和社区里的许多其他单位都在生产这些面具和盾牌,我们很高兴能加入到这个团队中来。我们一直努力工作,以适应我们社区不断变化的需求。我们当然没有预料到我们会生产面罩,但是我们很乐意分享我们的资源和知识。这项新的工作,就像我们所有的工作一样,是建立在一种同理心的文化和对社区贡献的承诺之上的。

密歇根州立大学图书馆最近又订购了两台Prusa 3D打印机来帮助这项工作,塞勒姆预计图书馆每天将至少生产20个面罩。

我们的团队正在使用1/3的松紧带和2/3的其他织物来拉伸我们的弹性材料。我们也在为通风设备做分配器的原型,我们可能很快就会试验N95口罩,尽管这取决于我们是否能得到更多关于哪种设计效果最好的信息。

密歇根州立大学图书馆网络服务负责人Kelly Sattler在密歇根州立大学图书馆网站上创建了一个页面,作为所有团体和个人的中心资源,为密歇根州医疗社区提供PPE。网页包括资源、设计规格、参加者名单、制造商表格、落客表格,以及有关PPE制造商的MSU/局域网的资料。

该中心是一个另类的学习环境和聚集空间,鼓励跨学科合作、实验和学习。所有学生、教职员和社区成员都可以使用这个空间来进行创客项目和活动。空间鼓励实践和社会学习新技术和技术。创客空间包括3D打印机、3D扫描、激光切割机、乙烯基切割机、按钮制造商,以及借用相机和其他技术的机会。

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在危机时期在全球分享知识

密歇根州立大学这样的赠地大学始建于150多年前,它们致力于确保美国所有的居民都能获得所需的知识,以便富有成效地工作,取得个人成功,并为国家的共同利益做出贡献。

多年来,这一赠地模式得到了扩展,以应对全球范围内越来越大的挑战。

COVID-19危机可以说是我们面临的最大挑战之一。它使旅行停止,隔离人民,不成比例地伤害最贫困的人口,并改变了我们共同工作的方式。

恐惧和不确定性蔓延,使得信息和教育的转移更加关键。在这样一种限制和混乱的环境中,那些致力于这种赠地传统的人如何才能有效地作出反应?

在过去的十年中,科学无国界动画或SAWBO,目前MSU-based程序一直在网络空间与全球专家创建统一的识别图像动画信息和教育内容,把它在许多语言和分享它在全球网络为当地分布又是通过虚拟机制;

通过这种方式,SAWBO创建了一个无缝的知识共享系统,从一端到另一端,没有面对面的交流。

赠地机构必须培养学生成为全球协作学习者和有远见的变革创造者。

密歇根州立大学的人文艺术住宿学院正在引领这一变革。RCAH的学生通过合作、批判性思维、创造力和一套重视社会公正、可持续性和包容性的共同伦理来研究关键问题。

一年前,RCAH和SAWBO联合创建和部署马里和平与和解的教育内容,将其传播给没有直接互联网接入的人们。

与马里真相、正义与和解委员会的合作使社区团体和国际非政府组织与委员会一道,使当地人民了解马里内战和暴力的历史,并了解有必要制订一项过渡司法方案。该项目于2019年12月启动,目前正在进行中。

随着COVID-19的出现,RCAH-SAWBO小组利用他们在共同建设和平方面的经验,迅速地集中精力创造新的COVID-19教育内容。

第一部动画《保护你自己远离冠状病毒》于3月24日发布给全球合作伙伴。通过这个在100%虚拟空间中制作的动画,可以通过在线网络广播重要的健康信息,使全球数百万人在有或没有直接互联网接入的情况下获得这些信息。

COVID-19大流行正迫使我们重新思考土地授予模式以及我们如何能产生积极影响。它必须是一个在虚拟空间中具有强大存在感的模型。皇家艺术学院院长斯蒂芬·埃斯奎斯(Stephen Esquith)说。SAWBO就是这个模型的一个例子。通过将这一技术与创造力、批判性思维和全球公民参与的经验相结合,我们就拥有了一个强大的工具,可以在世界上最脆弱的地区遏制大流行。我们知道这并不是两个独立的世界,这意味着随着新的病毒浪潮的出现,例如,在非洲,富国和穷国之间的传播将会增加。

根据同样位于密歇根州立大学的非洲晴雨表,超过一半的非洲人一年至少有一次没有得到必要的医疗护理。甚至在covid19带来的巨大需求威胁之前,大约五分之一的非洲人就经常面临缺乏必要的卫生保健服务的问题,其中包括几乎三分之二的最贫困的公民。

《SAWBO》的作者之一、食品科学与人类营养学系助理教授茱莉亚•贝洛-布拉沃对此表示赞同。在过去的十年中,SAWBO一直致力于虚拟空间的研究,从学生参与、研究、内容创作到最后的领域影响力。

Bello-Bravo州有一个乘法效应的在教室里教只,“;当我们和SAWBO位于伊利诺伊大学,我教一个班级的这个类型的国际发展的方法,我们训练学生SAWBO实验室.”,

正是这些以前的学生,现在在芝加哥工作,他们一起创作了COVID-19动画,”SAWBO的共同创造者、密歇根州立大学昆虫学系的教授Barry Pittendrigh说。我们给他们打了电话,告诉他们我们要去取票。回到一起,在密歇根州立大学的使命。他们立即行动起来,在一天的工作之余,用一周多的时间从头到尾制作了这部动画片。

该团队还从密歇根州立大学教务长的高级顾问贝丝·亚历山大(Beth Alexander)以及密歇根州立大学外部的几位发展专家那里获得了专家医疗反馈。,

SAWBO的全部意义就在于利用专家团体的善意。Pittendrigh教授说。像亚历山大这样的专家自愿贡献他们的时间和专业知识,正是这种意愿使得RCAH-SAWBO团队能够快速而准确地完成这些内容。

这是第一部COVID-19动画,目前有十几种语言版本,SAWBO每天都会增加更多版本,志愿者们也会提供翻译服务。

SAWBO依靠志愿者将内容翻译成新的语言并记录下来。一些我们可以在他们舒适和安全的家里做的事情;Pittendrigh教授说。

像WhatsApp这样的平台可以将SAWBO动画分享给世界各地的用户,而这些用户反过来也可以分享SAWBO动画。

可以把它看作是一种金字塔式的方法,但要以一种好的方式,即分享人们需要的信息。Pittendrigh教授说。密歇根州立大学的许多人都拥有庞大的全球网络,只需点击几下按钮,他们就可以通过这些网络在当地、全国乃至全球范围内分享这些内容。我们询问了密歇根州立大学的学生;学生、教师和员工联系我们,以便我们转发他们可以通过他们的WhatsApp网络分发的材料,或通过他们与世界其他地方的人在线共享的其他方式分发的材料。

同样值得注意的是,在过去的十年中,bello – bravoo的研究主要集中在证明这种教育方法在发展中国家教育领域的有效性。

通过sawboo现有的WhatsApp网络制作的COVID-19动画立即展现了效果。

在动画发布后的一个小时内,我们收到了回复的短信,向远在世界另一端的人们展示了这段视频,并遵循了动画中给出的重要指示。Bello-Bravo说。

由于志愿者网络的帮助,目前可用的语言/口音变体包括:

  • Bamanankan(马里)安康;https://sawbo-animations.org/866
  • 孟加拉(孟加拉国)安康;https://sawbo-animations.org/862
  • 加泰罗尼亚语(西班牙)安康;https://sawbo-animations.org/860
  • 中国(台湾)安康;https://sawbo-animations.org/867
  • 英语(美国)安康;https://sawbo-animations.org/859
  • 法国(法国)安康;https://sawbo-animations.org/865
  • 意大利(意大利)安康;https://sawbo-animations.org/861
  • 马达加斯加(马达加斯加)安康;https://sawbo-animations.org/870 
  • 葡萄牙(莫桑比克)安康;https://sawbo-animations.org/869 
  • 西班牙语(西班牙)- https://sawbo-animations.org/868&;
  • 西班牙语(委内瑞拉)安康;https://sawbo-animations.org/864
  • 斯瓦希里语(坦桑尼亚)- https://sawbo-animations.org/863
  • 祖鲁(南非)- https://sawbo-animations.org/872&;

有关如何成为志愿者或如何分享这些内容的信息,请通过[email protected]联系SAWBO

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://msutoday.msu.edu/news/2020/sharing-knowledge-globally-in-a-time-of-crisis/