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如过去很多海洋科学家一样,MY Hanse Explorer科考船往前行驶,希望能够收集到新的样本。与那些富有传奇色彩的前辈们不同的是,科考船上的科学家们并不会把他们新发现的宝藏包装进箱子里运往陆地。科学家们采集的标本不是送回陆地的实验室或者是尘封在自然历史博物馆,而是在现场分析所采集的样品信息,获取发生在太平洋中间的信息。
圣地亚哥州立大学(圣地亚哥大学)及其它研究机构的科学家们远在荷兰158英尺高的科考船上开始了为期三周,涉猎5个岛屿的航行,怀揣着一个共同的目标是--成为将DNA测序仪进行远程实时测序的第一个研究小组。
探险队也有疑虑,因为他们的想法是研究珊瑚类生物体栖息地,就像在寻找大白鲨一样危险。计算机科学家Rob Edwards说:“假若你并不确定会安全归来,那么对于将一台约50万美元的设备带到太平洋中心还是有点犹豫的。”
但是他们没有被吓住,他们设计了一个可在船上运行DNA测序机器的方案。最后这台由Life Technologies生物技术公司提供的仪器,放置在洗衣房的位置,因为这个位置是整个船的最低点,这样可以使船在行驶过程中摇动时,仪器可以最低限度地摆动。微生物实验室建立在船尾甲板上,DNA分离室在船舱里,而用于DNA扩增的PCR仪则放在甲板上。
尽管在摇晃的船上工作遇到了很多困难,例如,在陆地实验室里校准仪器最多花费15min,而在船上可能会花费5个小时,但是科学家们仍然努力地将采集到的DNA样品及时进行测序。这样,他们希望能够从他们的测序过程中发现新的研究问题,并能及时解决,而不是等到他们回到陆地时才发现。
科学家们总共采集并测序了26个细菌基因组,以及2个宏基因组。此外,实时分析这些数据信息显示了现存海洋物种独特的代谢过程。(尤其独特的是,科学家们发现在莱恩群岛上磷酸盐是生长在该岛屿上的微生物的磷的来源,从而更加说明了L-丝氨酸对海洋微生物生态系统的重要性。)
尽管这次研究很成功,但我们都知道这些都不是一帆风顺的。在研究过程中,我们要克服设备的故障,克服摇晃环境下的实验操作,即使这些实验操作在陆地实验室进行时已经掌握熟练了,例如离心。仍然,还需要克服的问题是:在科考船上基因组数据存储空间有限。唯有推出计算及通信资源的改进,才能解决存储压力。目前,通过卫星解决互联网通信,构成了严重的约束。
爱德华兹说:“在一天结束的时候,我们就能够记住我们需要的数据,但是,当我们下次再研究,我们应该对此做好更充分的准备。”