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生物和化学研究:真菌种群,dna保护染色质和塑料成分

今年夏天,三个 本科 学生们正忙着做科学研究——种植真菌, 研究酵母DNA并观察分子的运动. Immaculata的 生物学化学 教授与这三名学生讨论可能的研究主题,并在学生做出假设时提供指导, 制定并遵循研究程序并收集数据. 学生们正在为他们的简历获得有用的经验,并完善他们的职业目标和研究生院计划.

什么样的真菌生长在校园堆肥?

学生研究员: 22岁的西德妮·帕内塔,生物专业的

项目: 在堆肥, 微生物和真菌将固体有机物分解成可用的植物材料. 堆肥方法和堆肥成分等因素导致不同类型的真菌群落生长.

生物学教授苏珊·克罗宁修女,IHM,博士.D., 通过堆放树叶产生堆肥, 草, 蛋壳和蔬菜垃圾放入垃圾箱,定期搅拌以促进分解. 西德尼用棉签从堆肥箱中提取样本. 然后,她擦拭了显示生长有机体的培养皿,并培养这些培养皿,以观察哪些真菌种群会发展.

最初, 西德尼用纤维素作为她的生长介质, 但她很难让真菌在这种材料上持续生长. 纤维素, 增强植物细胞壁的坚硬物质, 必须降解为植物材料分解成堆肥. 西德尼转而使用一种更普通的酵母培养基, 蛋白胨和葡萄糖, 为真菌的生长提供了理想的环境.

西德尼从她的样本中提取了真菌DNA, 然后运行 聚合酶链反应(PCR), 将一小段DNA扩增成许多副本. 她将把DNA送到一家公司进行基因测序,然后将结果与数据库中的DNA进行比对,以确定真菌种群.

为什么它很重要: 这个广泛的项目可以用来回答各种各样的问题, Sydnie说, 例如不同的真菌物种是如何相互作用的,温度或位置是否会影响分解速度或真菌群落的生长.

西德尼把真菌样本放在实验室的冰箱里休眠,这样一旦她发现了它们, 她可以继续测试,看看哪些能降解纤维素,或者探索其他研究问题. 未来的学生可以继续这个项目.

经验教训: 当真菌在悉尼的纤维素培养基上停止生长时,她不得不想出替代方案. “研究并不总是按照计划进行,所以最好能说,‘这行不通. 澳门银河网上注册该怎么做呢?“Sydnie评论. 我和苏珊修女聊天,她会说:“这是研究的一部分,你没有做错什么。. 这只是事情发展的一部分. Sydnie也喜欢在实验室设备上获得经验, 学习进行pcr,制作生长介质.

未来目标和兴趣: “这个项目也帮助我了解了自己,”悉尼反思道. “没有什么比呆在微生物实验室更让我享受的了.她喜欢解决问题和进行研究, 她正在研究微生物学或公共卫生的研究生课程,重点是传染病控制.

染色质能保护DNA免受有害化学物质的伤害吗? 

Dr. Ginsburg和Julianna Rotondo

Dr. Ginsburg和Julianna Rotondo

学生研究员: 朱莉安娜·罗通多,22岁,生物学专业

项目: 染色质将长DNA分子包裹成紧密的线圈,可以放入细胞核中. 染色质的结构可以由致密变为膨大, 会影响DNA复制和基因表达吗.

浓缩的染色质保护DNA,阻止大多数蛋白质访问它. 朱莉安娜和她的导师丹·金斯伯格博士.D., 把生物学教授, 想知道一种酵母中的染色质是否也能保护DNA免受损伤.

朱莉安娜将不同的试剂添加到酵母培养物的两个样本中,以改变酵母的染色质结构. 一个试剂, 农药, 拆解并打开染色质, 另一种试剂保护染色质,使其保持致密. 然后,朱莉安娜将两个样本暴露在两种不同的dna损伤致癌物中, 把培养物放在生长介质上, 并计算生长的酵母的菌落.

她假设致癌物会对染色质开放的培养物造成更大的损害. “这些板块应该显示出更少的增长,“朱丽安娜说, 因为打开染色质的试剂应该允许破坏性试剂更直接地接触DNA(从而杀死细胞).“相反, Julianna预计用染色质保护试剂处理的平板会显示更多的酵母菌落生长, 因为它们的DNA应该被屏蔽并允许繁殖. “把数据放入Excel, 澳门银河网上注册可以用曲线图表示菌落数量,看看结果是否符合预期,朱丽安娜说.

为什么它很重要: 到目前为止, 酵母生长的差异表明染色质似乎使DNA对损伤不那么敏感. 这一发现可能有助于为在细胞暴露于有害化学物质时使染色质保持致密状态以保护DNA的治疗铺平道路.

经验教训: 除了学习染色质的结构, 朱莉安娜学会了新的实验室技术, 设备和协议. 她还获得了使用Excel收集和分析数据的经验.

未来目标和兴趣: 朱莉安娜今年将继续她的计划, 研究染色质如何很好地保护DNA免受其他破坏性物质的伤害. 起初,朱莉安娜认为研究是令人生畏的. “我真的很享受, 这不是我所预料的, 我非常期待来到实验室做研究. 展望我的事业, 我想成为一名基因顾问, 还有一些我以前没有考虑过的研究职位.”

什么样的材料构成了不同的塑料?

Dr. 张和Ilyse Gorman

Dr. 张和Ilyse Gorman

学生研究员: 伊莉丝·戈尔曼,22岁,化学和中学教育专业

项目: 伊莉丝正在研究塑料分子对红外能量的反应,以确定塑料中不同颜色和类别的成分. “当红外能量击中分子时,它们有不同的振动状态,”伊利斯解释说. 它们的振动能可以用图形上的峰值来表示, 每个分子都有一个独特的“指纹”峰,伊丽丝用它来确定塑料中的材料.

张江月(Luna),博士.D.,化学教授,Rose Mulligan修女,IHM,博士.D., 助理化学教授, 邀请Ilyse参与这个项目,并帮助她获得了Clare Boothe Luce本科生研究澳门银河网上注册奖, 为科学和教育领域的女性提供资助.

Ilyse在这个项目中使用了两台不同的机器, 瑞瓦拉曼光谱仪, 本科实验室的新仪器, 以及一个红外光谱仪, 两者都利用红外能量与分子相互作用. 拉曼光谱和红外光谱是互补的, 因为每一个都探测到一些相同但又不同的振动能量区域,罗斯姐姐说. 伊莉丝正在比较这两台机器和红外光谱仪的图像, 一个更常用的工具, 为了证实她所分析的塑料类型的猜测.

“我也有一些未知的塑料,我正在通过机器,看看我是否能找出这些是什么,”Ilyse说. 她可以比较已知塑料和未知塑料的图形,看看它们的峰值是否匹配,并指出哪些分子可能存在于未知塑料中.

为什么它很重要: “快速识别塑料的能力, 以非破坏性的方式, 对回收利用和法医科学有用吗,罗斯姐姐评论道. 不是每一种塑料都有回收编号, 设施需要知道如何对材料进行分类和加工. 有些塑料很容易回收, Ilyse说, 而其他的, 如聚氯乙烯, 必须经过一个特殊的过程来分解成分和安全处理有毒副产品. 法医科学家也可以从能够在犯罪现场识别塑料中获益,以帮助他们收集证据.

经验教训: Ilyse已经学会了使用绘图程序 批量处理 大量的数据,并将其转换成流线型的格式进行分析. 她还在为法医科学专业的本科生编写实验室程序,以学习对塑料进行测试和分类. 学生将使用光谱仪分析已知和未知塑料, 比较结果并鉴定未知物质中的分子.

未来目标和兴趣: 伊莉丝说,她的研究工作激励她让未来的高中化学学生开始做小项目,以获得一些早期经验. “我想让他们在上大学之前先做研究, 这样他们就能早点开始考虑,“Ilyse反映. “这让他们在接受教育时更加独立.”

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