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学生可以分离出潜在的新型土壤病毒

在筛选从马萨诸塞州各地收集的土壤样本后,深入研究分析他们发现的病毒的DNA,伍斯特理工学院(WPI)的一个本科生团队打了三个潜在的新病毒。他们的工作是霍华德休斯医学研究所(HHMI)领导的一项创新性国家计划的一部分,旨在通过真实的研究项目加强本科生命科学教育,同时众包发现攻击细菌的新病毒。

学生可以分离出潜在的新型土壤病毒

“这是一次很棒的经历,”来自罗德岛州北史密斯菲尔德的生物学和生物技术专业的Shanelle Reilly说,他发现了其中一种病毒。“分析工作具有挑战性,但有益,因为我们正在为该领域做出真正的贡献。”

该计划被称为SEA-PHAGES,代表科学教育联盟 - 噬菌体猎人推进基因组学和进化科学。噬菌体是噬菌体的缩写,是感染细菌的病毒。虽然它们是地球上最丰富的生物,并且可能在生物学和全球生态学中发挥重要作用,但绝大多数噬菌体从未被分离或分析过。为了弥补这一知识差距,SEA-PHAGES在100多所大学和大学中招募了数千名本科生,成为噬菌体猎人并将他们的研究成果贡献给共享数据库进行研究。机构必须申请成为SEA-PHAGES计划的一部分; 如果他们被接受,HHMI提供资金并培训教师课程。

WPI生物与生物技术部副教授兼副主任Jill Rulfs博士说:“这是我们在该计划的第一年,并且从各方面来看,所涉及的学生和教师都感到非常成功。” “我们期待明年再次提供它。这是我们为本科课程带来更多真实研究的总体战略的一部分。”

在WPI,SEA-PHAGES计划涵盖两门课程。第一部分由生物学和生物技术副教授Michael Buckholt博士讲授,于2015年秋季开始。学生们从家中或WPI校园收集土壤样本,然后使用各种实验室技术搜索微观感染细菌耻垢分枝杆菌的噬菌体。在学期结束时,他们分离出六个样本,Buckholt提交给HHMI进行基因组测序。

在第二期课程中,学生们在生物学和生物技术副教授JoAnn Whitefleet-Smith博士的指导下,分析了每种潜在新型病毒的完整DNA序列数据(基因组)。每个基因组跨越约52,000对碱基腺嘌呤(A),胞嘧啶(C),鸟嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T)。“原始数据只是一串字母。它就像一本长达52,000个字符的说明书,没有标点符号,”Whitefleet-Smith说。“学生必须从头开始,寻找模式,并判断基因可能落在何处。”

使用已知噬菌体,生物信息学软件工具和机器算法的数据库,学生们处理数据并绘制每种病毒中80到90个基因的图表。他们还得出结论,之前没有对三种病毒进行过表征。

从6月10日开始,Buckholt,Reilly和Rachel Brown '17,生物信息学,计算生物学和生物学双重专业,以及马萨诸塞州Melrose的生物技术专家,将加入来自全国各地的噬菌体狩猎同事,在HHMI的Janelia研究园区在弗吉尼亚州参加第八届SEA-PHAGES研讨会。在那里,他们将展示一张海报,详细介绍他们的研究和新发现。HHMI研究人员将审查数据,并对噬菌体的新颖性以及是否将其添加到SEA-PHAGES数据库做出最终决定。

布朗说:“作为一名大学生拥有这种研究经验是惊人的。” “这不像我们只是遵循指示并得到正确的答案。我们不得不尝试并解决问题,而不知道我们最终会在哪里。这就是真正的研究是如何完成的,这就是我在职业生涯中想做的事情。 “。

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