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公民科学家助力遗传学家和微生物学家应对大规模挑战

更新时间:2025-04-03 14:09:00
源新闻来源:The Scientist
语言:英语,所在国:美国
分类:健康研究

公民科学家帮助遗传学家和微生物学家应对大规模挑战

从玩视频游戏到探索太平洋深处,生物学爱好者以前所未有的方式帮助研究人员收集和分析数据。

《边境之地3》中的街机游戏数据帮助科学家绘制了人体微生物群落微生物群中不同物种之间的关系图谱。

在时间和预算有限的情况下,科学家如何希望从多种物种或遥远地点收集样本,以构建更完整的自然世界图景?越来越多的研究人员开始寻求热情的非专业人士的帮助来完成这些项目。计算生物学家让游戏玩家帮助他们辨别不同类型微生物群落细菌之间的进化关系,昆虫学家让学生识别携带重要内共生体的昆虫种类,微生物学家则与面包师合作,编目负责酸面团复杂风味的各种微生物。

《边境之地》游戏玩家推动下一代公民科学

为了确定一组生物之间的关系,研究人员会在多个DNA序列之间进行比较。虽然计算机是这一过程的重要组成部分,但更复杂的部分仍然需要人类的介入。“事实是,这并没有真正的规则可循,”麦吉尔大学的计算生物学家Jérôme Waldispuhl说,“通常,这是关于观察模式,突变或插入或删除发生的背景。它依赖于对齐的美学……我们需要弄清楚如何将人类思维大规模地整合到计算过程中。”Waldispuhl和他的合作者设计了一款类似于《俄罗斯方块》的街机游戏,并将其嵌入《边境之地3》游戏中,从而实现了前所未有的公民科学参与,以确定人体微生物群落中微生物之间的关系。

寻找为摩洛哥地毯编织颜色的微生物

分子微生物学家、巴德学院的Brooke Jude正在寻找新的产色素微生物,并使用天然紫色微生物染色合成和棉质织物。在她周围的哈德逊河谷流域有大量的紫色色素生产微生物。这种紫色色素,称为紫罗兰素,以其抗菌特性而闻名,有助于两栖动物对抗真菌病。为了探索它们的潜力和醒目的色彩,她招募了公民科学家来帮助识别和编目更多的紫色微生物。

一种微生物盟友将科学普及给大众

尽管细菌Wolbachia pipientis在100多年前就被发现,但研究人员对其仍有很多不了解之处。现在,一个名为“Wolbachia项目”的组织正在利用这种有趣的微生物,帮助中学、高中和大学的学生参与科学研究过程,学习DNA提取、扩增和测序,以试图识别携带这种微生物的新节肢动物种类。

DNA条形码揭示隐藏的生物多样性

由圭尔夫大学分子生物学家Mehrdad Hajibabaei领导的“河流环境评估和监测测序”(STREAM)公民科学项目,招募社区成员帮助研究人员研究加拿大各地河流和溪流的健康状况。通过分析寄来的沉积物样本,研究人员使用DNA条形码技术来识别存在的无脊椎动物和藻类物种。这有助于研究人员评估气候变化、污染或恢复工作等环境变化如何影响生物多样性和生态系统健康。

面包师们联合起来解开酸面团之谜

面包是许多餐桌上的主食,而酸面团的独特酸味已经吸引了几代面包师。然而,赋予其独特风味的微生物仍然是一个谜。这种好奇心促使北卡罗来纳州立大学的生态学家和进化生物学家Rob Dunn在2016年发起了“酸面团科学”公民科学项目。来自世界各地的500多人捐赠了他们的酸面团发酵剂,使研究人员能够探索地理位置如何影响微生物种类,同时考察香气、面粉类型、发酵时间和高度等因素。

渔民和业余爱好者提供宝贵的科学数据

一些太平洋上的小型渔船多年来一直在详细记录他们的捕捞情况。现在,斯坦福大学的海洋生物学家William Gilly等人正在利用这些数据,结合气候信息,帮助确定导致该地区鱼类和鱿鱼种群变化的潜在因素。Gilly能够将厄尔尼诺现象(使深海海水比平时温暖得多)与鱿鱼的表型变化联系起来,解释了近年来大鱿鱼从该地区消失的原因。


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