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Comment extraire l'oxygène de la chambre de culture

Comment extraire l'oxygène de la chambre de culture


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Je développe des lampes de culture à LED depuis environ un an et l'une des choses que j'essaie de faire est de construire une chambre de culture où je peux contrôler la température, l'humidité, l'intensité et la qualité de la lumière et les niveaux de $ce{CO2}$ et $ce{O2}$. Je n'ai aucun problème avec la plupart des variables, à l'exception des gaz. je peux injecter $ce{CO2}$ et surveiller le gaz, mais comme la chambre est hermétiquement fermée, comment me débarrasser de l'excès d'oxygène produit par les plantes ? Y a-t-il quelque chose de similaire au $ce{CO2}$ épurateurs utilisés dans les aquariums? En fait, les plantes ont également besoin d'oxygène pour leurs processus métaboliques qui se produisent pendant l'obscurité, mais elles produisent de l'oxygène en excès pendant la journée. C'est l'excès d'oxygène que je veux extraire, et non la totalité de l'oxygène de l'air de la chambre.

L'idée générale est qu'à travers la chambre, je peux ajuster les conditions d'éclairage à chaque culture en fonction des performances. Les échanges gazeux sont un indicateur important de la fluorescence de la chlorophylle et ont montré une bonne corrélation avec les performances.

Des idées?


Absolument, cela ressemble plus à un problème d'ingénierie qu'à un problème de biologie.

En tout cas, je pense avoir trouvé une réponse satisfaisante sur un article des Actes du Sixième Symposium européen sur les systèmes de contrôle de l'environnement spatial en 1997. L'article s'intitule : Oxygen Scrubbing and Sensing in Plant Growth Chambers using Solid Oxide Electrolyzers.

Fondamentalement, un disque de zircone non poreuse stabilisée à l'yttria (YSZ) est pris en sandwich entre des électrodes de platine et inséré à mi-chemin dans la chambre, l'autre moitié étant enfermée dans ce qui stockera l'oxygène extrait. Les électrodes doivent être poreuses pour permettre la diffusion des gaz. Le seul problème est que ce type de cellule d'électrolyse doit être maintenu à une température élevée (800 à 1000 Celsius) pour fonctionner.

Au moyen de l'électrocatalyse et de la dissociation thermique, la molécule d'oxygène se dissocie pour former deux atomes d'oxygène, qui à leur tour captent deux électrons de la cathode et deviennent des ions. L'ion est ensuite transporté par l'électrolyte (YSZ) au moyen de lacunes d'électrons situées dans le réseau cristallin (un processus essentiellement similaire à celui d'un semi-conducteur dopé N par lequel les impuretés créent des trous d'électrons).

Je pense que je suis satisfait de l'explication ci-dessus. Faisable à la maison ? Pas du tout, mais cela répond à la question centrale.


Il va être difficile de réguler strictement le CO2 et l'oxygène dans une chambre.

Nous utilisons un catalyseur au palladium pour maintenir un environnement anaérobie à des fins de microbiologie, mais cela nécessite une source d'hydrogène pour fonctionner, et cela ne fonctionne pas bien pour les réglages fins, mais plutôt pour maintenir des conditions d'oxygène extrêmement faibles. Nous avons également une chambre hypoxique qui régule les concentrations d'O2 avec une bonne précision (0,1%), mais c'est cher à entretenir, et nécessite des capteurs pour l'oxygène, le CO2 et l'azote, et un système d'injection automatique de gaz pour chaque composant.

Une conception plus simple serait probablement d'avoir un échange de gaz avec la pièce dans laquelle se trouve votre chambre, en utilisant une membrane en Tyvek pour minimiser les pertes d'eau (et des filtres HEPA si vous craignez une contamination par des agents pathogènes). Mon ami qui cultive des pleurotes a fait quelque chose de similaire et a également installé un capteur d'humidité sur un humidificateur à l'aide d'un RaspberryPi pour gérer la perte d'humidité.

Cependant, si vous êtes déterminé à avoir une atmosphère strictement réglementée pour votre chambre de culture, vous pouvez envisager de consulter Coy Labs. Lorsque nous avions besoin d'une chambre capable de réguler étroitement les niveaux d'oxygène pour la recherche en microbiologie, ils sont venus au laboratoire et ont travaillé avec nous sur nos besoins spécifiques et ensemble, nous développons leur premier modèle de travail presque à partir de zéro (nous avons modifié l'une de leurs chambres anaérobies existantes ). Mais cela a si bien fonctionné qu'ils vendent maintenant des chambres hypoxiques dans le cadre de leur gamme de produits standard. Pour autant que je sache, ils n'ont fait aucun travail avec des chambres de culture de plantes, mais c'est une petite entreprise avec beaucoup d'expérience dans la construction de systèmes de contrôle atmosphérique confinés. Presque chaque commande est construite sur mesure, ils sont donc habitués à répondre à de nombreuses questions et à adapter leurs produits aux besoins spécifiques d'un client, et ils sont très utiles et réactifs pour la maintenance et l'entretien. Sachez simplement que ce sont des produits qui ne sont pas bon marché.

https://coylab.com/


Traitement à l'oxygène hyperbare : un essai clinique inverse deux processus biologiques associés au vieillissement des cellules humaines

Une nouvelle étude de l'Université de Tel Aviv (TAU) et du Centre médical Shamir en Israël indique que les traitements à l'oxygène hyperbare (OHB) chez les adultes vieillissants en bonne santé peuvent arrêter le vieillissement des cellules sanguines et inverser le processus de vieillissement. Au sens biologique, les cellules sanguines des adultes rajeunissent au fur et à mesure que les traitements progressent.

Les chercheurs ont découvert qu'un protocole unique de traitements avec de l'oxygène à haute pression dans une chambre de pression peut inverser deux processus majeurs associés au vieillissement et à ses maladies : le raccourcissement des télomères (régions protectrices situées aux deux extrémités de chaque chromosome) et l'accumulation de vieux et le dysfonctionnement des cellules du corps. En se concentrant sur les cellules immunitaires contenant de l'ADN obtenu à partir du sang des participants, l'étude a découvert un allongement allant jusqu'à 38 % des télomères, ainsi qu'une diminution allant jusqu'à 37 % en présence de cellules sénescentes.

L'étude a été dirigée par le professeur Shai Efrati de la Sackler School of Medicine et de la Sagol School of Neuroscience at TAU ​​et fondateur et directeur du Sagol Center of Hyperbaric Medicine au Shamir Medical Center et le Dr Amir Hadanny, directeur de la recherche médicale du Centre Sagol de médecine hyperbare et de recherche au centre médical Shamir. L'essai clinique a été mené dans le cadre d'un programme de recherche israélien complet qui cible le vieillissement comme une condition réversible.

Le document a été publié en Vieillissement le 18 novembre 2020.

"Pendant de nombreuses années, notre équipe s'est engagée dans la recherche et la thérapie hyperbare - des traitements basés sur des protocoles d'exposition à l'oxygène à haute pression à diverses concentrations à l'intérieur d'une chambre de pression", explique le professeur Efrati. "Nos réalisations au fil des ans comprenaient l'amélioration des fonctions cérébrales endommagées par l'âge, un accident vasculaire cérébral ou une lésion cérébrale.

"Dans la présente étude, nous avons souhaité examiner l'impact de l'OHB sur des adultes vieillissants en bonne santé et indépendants, et découvrir si de tels traitements peuvent ralentir, arrêter ou même inverser le processus de vieillissement normal au niveau cellulaire."

Les chercheurs ont exposé 35 personnes en bonne santé âgées de 64 ans ou plus à une série de 60 séances hyperbares sur une période de 90 jours. Chaque participant a fourni des échantillons de sang avant, pendant et à la fin des traitements ainsi qu'un certain temps après la fin de la série de traitements. Les chercheurs ont ensuite analysé diverses cellules immunitaires dans le sang et comparé les résultats.

Les résultats ont indiqué que les traitements ont en fait inversé le processus de vieillissement dans deux de ses aspects principaux : les télomères aux extrémités des chromosomes se sont allongés au lieu de raccourcir, à un taux de 20 à 38 % pour les différents types de cellules et le pourcentage de les cellules sénescentes dans la population cellulaire globale ont été réduites de manière significative - de 11% à 37% selon le type de cellule.

"Aujourd'hui, le raccourcissement des télomères est considéré comme le" Saint Graal "de la biologie du vieillissement", déclare le professeur Efrati. "Les chercheurs du monde entier essaient de développer des interventions pharmacologiques et environnementales qui permettent l'allongement des télomères. Notre protocole HBOT a pu y parvenir, prouvant que le processus de vieillissement peut en fait être inversé au niveau cellulaire-moléculaire de base."

"Jusqu'à présent, il a été démontré que des interventions telles que des modifications du mode de vie et des exercices intenses avaient un effet inhibiteur sur le raccourcissement des télomères", ajoute le Dr Hadanny. "Mais dans notre étude, seuls trois mois d'OHB ont pu allonger les télomères à des taux bien au-delà de toutes les interventions ou modifications du mode de vie actuellement disponibles. Avec cette étude pionnière, nous avons ouvert la porte à de nouvelles recherches sur l'impact cellulaire de l'OHB et son potentiel pour inverser le processus de vieillissement."


Culture de bactéries aérobies et anaérobies

Chambre anaérobie

Dernière mise à jour le 9 avril 2020

A. Bactéries aérobies

Principe principal : fournir de l'oxygène

B. Culture de bactéries anaérobies

  • Flacons ou tubes remplis jusqu'au sommet de milieu de culture et munis d'un bouchon hermétique. Convient aux organismes peu sensibles aux faibles quantités d'oxygène.
  • Ajout d'un agent réducteur qui réagit avec l'oxygène et le réduit en eau, par exemple le thioglycolate dans un bouillon au thioglycolate. Une fois que le thioglycolate a réagi avec l'oxygène dans tout le tube, l'oxygène ne peut pénétrer que près du sommet du tube, là où le milieu entre en contact avec l'air.
    • Les aérobies obligatoires ne se développent qu'au sommet de ces tubes.
    • Les organismes facultatifs se développent dans tout le tube mais mieux près du sommet.
    • Les microaérophiles poussent près du sommet mais pas tout en haut.
    • Les anaérobies ne se développent que près du fond du tube, où l'oxygène ne peut pas pénétrer.

    1. Médias pré-réduits
      Lors de la préparation, le milieu de culture est bouilli pendant plusieurs minutes pour chasser la plupart de l'oxygène dissous. Un agent réducteur, par exemple la cystéine, est ajouté pour abaisser encore la teneur en oxygène. Sans oxygène N2 est barboté à travers le milieu pour le maintenir anaérobie. Le milieu est ensuite distribué dans des tubes qui sont rincés à l'oxygène - azote libre, bouchés hermétiquement, et stérilisé par autoclavage. Ces tubes sont continuellement rincés avec du CO sans oxygène2 au moyen d'une canule, rebouchée et incubée.
    2. Chambres anaérobies

    Les meilleurs livres sur le corps humain

    Ce n'est pas la première fois que les médecins placent des patients dans des chambres à oxygène sous pression. Oxygénothérapie hyperbare (HBOT) est utilisé depuis près d'un siècle pour traiter un certain nombre de maladies, notamment le mal de décompression chez les plongeurs en eaux profondes et l'intoxication au monoxyde de carbone.

    La thérapie implique respirer de l'oxygène pur dans une chambre pressurisée, ce qui provoque la saturation du sang et des tissus de votre corps en oxygène. Curieusement, cela peut déclencher des effets physiologiques similaires qui se produisent lorsque votre corps manque d'oxygène, connu sous le nom de hypoxie. Tandis que Recherche précédente montre que ces effets peuvent stimuler votre cerveau et augmenter vos capacités cognitives, c'est la première étude à montrer que la thérapie peut également inverser le vieillissement.

    &ldquoPuisque le raccourcissement des télomères est considéré comme le "Saint Graal" de la biologie du vieillissement, de nombreuses interventions pharmacologiques et environnementales sont largement explorées dans l'espoir de permettre l'allongement des télomères", a déclaré le co-auteur de l'étude Shai Efrati, professeur à la Sackler School of Medicine à Tel Université d'Aviv. Il a continué:

    Ce n'est pas non plus la première fois que des scientifiques prétendent vieillissement inversé. Plusieurs études utilisant des médicaments pharmacologiques, comme danazol, allongent les télomères. De plus, il a été démontré que les changements de mode de vie, y compris l'exercice et une alimentation saine, ont de faibles effets sur la croissance des télomères.

    "Jusqu'à présent, il a été démontré que des interventions telles que des modifications du mode de vie et des exercices intenses avaient un effet inhibiteur sur le raccourcissement attendu de la longueur des télomères. Cependant, ce qui est remarquable à noter dans notre étude, c'est qu'en seulement trois mois d'OHB, nous avons pu atteindre des taux d'allongement des télomères et de mdashat aussi importants bien au-delà de toutes les interventions ou modifications du mode de vie actuellement disponibles », a expliqué le co-auteur de l'étude Amir Hadanny, neurochirurgien au Sagol Center of Hyperbaric Medicine and Research en Israël, dans le communiqué de presse.

    La thérapie pourrait être une alternative peu coûteuse aux traitements plus intrusifs utilisant des produits pharmaceutiques. Cependant, l'idée de passer de nombreuses heures par jour dans une chambre pressurisée peut rebuter les patients. Voudriez-vous l'essayer? Sonnez dans les commentaires. ⬇


    L'oxygénothérapie révolutionnaire inverse le processus de vieillissement chez l'homme

    TEL AVIV, Israël — Que feriez-vous pour arrêter les mains du temps ? Alors que les scientifiques continuent de travailler pour ralentir le processus de vieillissement, une équipe en Israël dit que la réponse peut être aussi simple que de prendre une profonde respiration. Dans un essai clinique révolutionnaire, des chercheurs de l'Université de Tel Aviv révèlent que les traitements à l'oxygène hyperbare (OHB) peuvent empêcher les cellules sanguines de vieillir chez les adultes en bonne santé.

    Leur étude révèle que des traitements spécifiques utilisant de l'oxygène à haute pression dans une chambre de pression peuvent en fait rajeunir les cellules. Plus précisément, l'expérience de trois mois a empêché les télomères de chaque patient de se raccourcir. Ces capuchons protecteurs à l'extrémité des chromosomes raccourcissent normalement avec l'âge. Les traitements ont également inversé l'accumulation de cellules anciennes et défectueuses.

    En examinant des échantillons de sang contenant de l'ADN dans les cellules immunitaires du groupe, les chercheurs ont découvert que les télomères avaient augmenté jusqu'à 38 % et que le nombre de cellules vieillissantes avait diminué de 37 %.

    « Depuis de nombreuses années, notre équipe est engagée dans la recherche et la thérapie hyperbare – des traitements basés sur des protocoles d'exposition à l'oxygène à haute pression à diverses concentrations à l'intérieur d'une chambre de pression », explique le professeur Shai Efrati dans un communiqué universitaire.

    «Nos réalisations au fil des ans comprenaient l'amélioration des fonctions cérébrales endommagées par l'âge, un accident vasculaire cérébral ou une lésion cérébrale. Dans la présente étude, nous avons souhaité examiner l'impact de l'OHB sur des adultes vieillissants en bonne santé et indépendants, et découvrir si de tels traitements peuvent ralentir, arrêter ou même inverser le processus de vieillissement normal au niveau cellulaire », a déclaré le fondateur et directeur du Sagol. Centre de médecine hyperbare ajoute.

    À la découverte du ‘Saint Graal’ du vieillissement

    Trente-cinq adultes en bonne santé âgés de plus de 64 ans ont participé à l'essai hyperbare, subissant 60 séances en 90 jours. Les chercheurs ont prélevé des échantillons de sang avant, pendant et après la fin de l'expérience. Ils ont également collecté des échantillons supplémentaires auprès des patients après plus de temps pour voir comment les traitements ont tenu.

    Leurs résultats confirment que l'oxygénothérapie à haute pression est un moyen plus efficace d'arrêter et d'inverser le processus de vieillissement que les ajustements de style de vie standard. Les télomères du groupe d'étude ont augmenté de 20 à 38 pour cent au cours des 90 jours. La présence de cellules sénescentes dans le corps a chuté de 11 à 37 %.

    "Aujourd'hui, le raccourcissement des télomères est considéré comme le" Saint Graal "de la biologie du vieillissement", déclare le professeur Efrati. « Les chercheurs du monde entier essaient de développer des interventions pharmacologiques et environnementales qui permettent l'allongement des télomères. Notre protocole HBOT a pu y parvenir, prouvant que le processus de vieillissement peut en fait être inversé au niveau cellulaire-moléculaire de base. »

    "Jusqu'à présent, il a été démontré que des interventions telles que des modifications du mode de vie et des exercices intenses avaient un effet inhibiteur sur le raccourcissement des télomères", ajoute l'auteur de l'étude, le Dr Amir Hadanny. "Mais dans notre étude, seuls trois mois d'OHB ont pu allonger les télomères à des taux bien au-delà de toutes les interventions ou modifications du mode de vie actuellement disponibles. Avec cette étude pionnière, nous avons ouvert la porte à de nouvelles recherches sur l'impact cellulaire de l'OHB et son potentiel pour inverser le processus de vieillissement.


    MATÉRIEL NÉCESSAIRE : par table

    • 1 bouillon au thioglycolate par table
    • 3 assiettes TSA (diviser en sections en forme de tarte)
    • Conteneur GasPak pour tout le laboratoire + sachet GasPak pour le pot + pot de bougie à bande indicatrice au bleu de méthylène pour tout le laboratoire
    • des cultures
      • votre table & rsquos bactérie inconnue
      • un aérobie strict + un anaérobie strict utilisé comme témoins

      Votre instructeur vous donnera les noms au début du labo

      Votre instructeur mettra en place les cultures aérobie stricte et anaérobie stricte dans des thioglycolates pour que la classe puisse les voir.


      Introduction

      Clostridium difficile est une bactérie Gram-positive, sporulée, qui est un anaérobie obligatoire et un pathogène gastro-intestinal potentiellement mortel pour les humains et les animaux. Initialement décrit en 1935 comme un organisme commensal trouvé dans des échantillons fécaux de nouveau-nés 1 , C. difficile s'est ensuite avéré être l'agent causal de la colite pseudomembraneuse associée à un traitement antibiotique 2 . C. difficile les infections (ICD) sont généralement précédées d'un traitement antibiotique qui entraîne la perturbation de la flore colique normale, créant une niche pour C. difficile prospérer 2 . C. difficile est transmise sous forme de spore dormante par voie fécale-orale et germe ensuite dans le tractus gastro-intestinal, produisant des cellules végétatives capables de générer plusieurs toxines et de provoquer des maladies graves et des colites 3 . Les ICD sont souvent réfractaires aux traitements conventionnels et ces infections sont fréquemment récurrentes 4 . En conséquence, les CDI sont responsables de jusqu'à 4,8 milliards de dollars en coûts de soins de santé aux États-Unis 5-7.

      C. difficile est très sensible même à de faibles niveaux d'oxygène dans l'environnement. Pour C. difficile pour persister dans l'environnement et être efficacement transmis d'hôte à hôte, la formation d'une spore métaboliquement inactive est essentielle 8 . Parce que l'entretien et la manipulation en laboratoire des C. difficile nécessite un environnement anaérobie contrôlé, ces techniques nécessitent l'utilisation d'une chambre anaérobie. L'utilisation de chambres anaérobies a entraîné une récupération et un isolement accrus des anaérobies obligatoires 9-11, et a permis à un certain nombre de techniques moléculaires d'être effectuées dans une atmosphère anaérobie.

      En plus de C. difficile, l'utilisation et l'entretien de la chambre anaérobie décrits ici sont applicables à d'autres anaérobies obligatoires tels que d'autres espèces clostridiennes (par exemple. C. perfringens), d'autres espèces gastro-intestinales (par exemple. Bactéroïdes 12 ) et les agents pathogènes parodontaux (par exemple. Peptostreptocoque espèce 13 ).


      Comment les plantes extraient les nutriments

      Au cours des dernières années, il est devenu clair que les plantes sont capables d'extraire les nutriments directement des micro-organismes du sol dans leurs racines. Ce processus d'extraction des nutriments a été décrit récemment dans un article publié en ligne dans la revue Micro-organismes. Le processus est appelé « cycle de rhizophagie » (prononcé « rye-zo-FAY-gee »). Dans le cycle de rhizophagie, les microbes circulent entre le sol et une phase à l'intérieur des cellules racinaires. Les microbes acquièrent des nutriments dans le sol. Les nutriments sont extraits des microbes par exposition à l'oxygène réactif produit par les plantes à l'intérieur des cellules racinaires. Les nutriments comme l'azote et les minéraux sont fournis aux plantes directement par les microbes tout au long du cycle de rhizophagie.

      Le cycle de la rhizophagie

      Dans le cycle de rhizophagie, les plantes « cultivent » des bactéries et des champignons pour en tirer des nutriments. Initialement, les microbes se développent sur la racine dans une zone à l'extérieur du méristème de la pointe de la racine où les racines sécrètent des glucides et d'autres nutriments pour les cultiver. Les microbes pénètrent dans les cellules du méristème de l'extrémité des racines, se localisant dans les espaces périplasmiques (l'espace entre la paroi cellulaire et la membrane plasmique). Dans les espaces périplasmiques des cellules racinaires, les microbes perdent leurs parois cellulaires, devenant des protoplastes nus. À mesure que les cellules racinaires mûrissent, les microbes sont aspergés d'oxygène réactif (superoxyde) produit sur les membranes plasmiques des cellules racinaires. L'oxygène réactif dégrade certains des microbes, induisant également une fuite d'électrolyte, extrayant efficacement les nutriments des microbes. Les bactéries survivantes dans les cellules épidermiques des racines déclenchent l'allongement des poils radiculaires, et à mesure que les poils s'allongent, les microbes sortent à la pointe des cheveux, reformant les parois cellulaires à mesure que les microbes émergent dans le sol où ils peuvent obtenir des nutriments supplémentaires. Ce cycle durable se produit dans toutes les extrémités des racines des plantes. Les plantes avec plus de pointes racinaires obtiennent plus de nutriments du cycle de rhizophagie.


      Une racine d'herbe des Bermudes avec des bactéries qui poussent autour de la racine et pénètrent dans les cellules racinaires au niveau du méristème de l'extrémité de la racine. L'oxygène réactif (coloration brune) est évident dans les cellules racinaires à l'extrémité de la racine.

      Qu'est-ce que cela signifie pour les jardiniers ?

      Le cycle de rhizophagie montre que les plantes développent une connexion intime avec les microbes, dans la mesure où les microbes pénètrent eux-mêmes dans les cellules des racines des plantes. Grâce au cycle de rhizophagie, les plantes obtiennent des nutriments, mais les microbes du cycle de rhizophagie suppriment également les agents pathogènes des plantes dans les sols et augmentent la tolérance au stress oxydatif des plantes. Fondamentalement, le cycle de rhizophagie donne des plantes saines, et sans lui, les plantes peuvent être mal développées et plus sensibles aux maladies et au stress. Le cycle de rhizophagie fonctionne automatiquement chez les plantes la plupart du temps.

      Les jardiniers pourraient favoriser le fonctionnement du cycle de rhizophagie en augmentant l'activité microbienne du sol avec des amendements organiques. Il est possible de supprimer le cycle de rhizophagie en utilisant des graines stérilisées ou traitées chimiquement qui éliminent ou inhibent les microbes symbiotiques sur les graines. C'est ce qui se passe dans le coton où les graines sont traitées avec des acides qui tuent les microbes symbiotiques, laissant des plantules qui poussent mal et sont vulnérables aux maladies. Les terreaux contenant des antimicrobiens doivent probablement être évités car cela pourrait inhiber le cycle de rhizophagie.

      L'opinion dominante sur la nutrition des plantes (dogme) est que les plantes n'absorbent dans leurs racines que des nutriments inorganiques (comme les nitrates ou les phosphates) qui sont solubles dans l'eau du sol. Cependant, les jardiniers biologiques croient depuis longtemps que l'augmentation de la matière organique dans les sols entraîne une meilleure croissance des plantes et que les plantes tirent les nutriments des matières organiques du sol. Le cycle de rhizophagie montre comment les plantes obtiennent des nutriments à partir de matières organiques ajoutées aux sols en fournissant un lien entre la matière organique du sol, les microbes du sol et les plantes. Dans le cycle de rhizophagie, les microbes symbiotiques passent des plantes au sol, acquièrent des nutriments de toutes sortes et ramènent les nutriments aux plantes, pénètrent dans les cellules des racines des plantes où les plantes extraient par oxydation les nutriments des microbes, puis les plantes déposent des microbes dans le sol à partir des pointes de poils absorbants pour continuer le cycle.


      Levure (Rhodotorula sp.) sortant de l'extrémité des poils absorbants d'un plant de trèfle. Les plus petites structures sphériques dans les poils absorbants sont les protoplastes de levure.

      L'avenir?

      Le cycle de rhizophagie est certainement une preuve supplémentaire que des sols sains avec divers microbes et matières organiques sont meilleurs pour les plantes, mais aussi que les microbes vecteurs des graines sont importants. De nombreux microbes des graines fonctionnent dans le cycle de rhizophagie, nous voulons donc conserver les microbes sur les graines. De plus, nous pourrons peut-être apprendre à gérer le cycle de rhizophagie afin d'augmenter considérablement la croissance des plantes sans utiliser d'engrais inorganiques ou avec une utilisation minimale d'engrais inorganiques. Certains des microbes de la rhizophagie augmentent la croissance de leur plante hôte particulière mais inhibent la croissance d'autres espèces végétales. Ici, nous pourrons peut-être développer ces microbes en « bioherbicides » pour favoriser la croissance de certaines plantes, mais inhiber les plantes adventices. À l'avenir, il sera peut-être possible de cultiver des plantes en utilisant uniquement des microbes pour augmenter la croissance des plantes et supprimer les maladies et les mauvaises herbes.

      James Francis White Jr. , est professeur au Département de biologie végétale de l'Université Rutgers, Nouveau-Brunswick, New Jersey.


      Des scientifiques concoctent une nouvelle façon de fabriquer de l'oxygène respirable sur Mars

      La technologie pourrait un jour aider l'exploration de la planète rouge en équipage.

      Les scientifiques ont trouvé une nouvelle façon de futurs explorateurs de Mars pourraient potentiellement générer leur propre oxygène.

      Mars est loin de la Terre, donc être capable de créer de l'air respirable sur place permettrait d'économiser de l'argent et des efforts pour avoir à transporter de l'oxygène depuis notre propre planète.

      Une équipe de recherche a découvert cette nouvelle réaction génératrice d'oxygène en étudiant comètes. La plupart de ces petits mondes glacés proviennent d'une région éloignée du système solaire connue sous le nom de nuage d'Oort, bien au-delà de l'orbite de Neptune. Si l'orbite d'une comète la rapproche du soleil, la chaleur commence à repousser la glace cométaire dans l'espace. Cette réaction produit de longues queues qui peuvent s'étendre sur des milliers de kilomètres.

      Une équipe de chercheurs du California Institute of Technology (Caltech) de Pasadena a trouvé une nouvelle façon d'expliquer comment les comètes génèrent de l'oxygène moléculaire, les deux atomes d'oxygène qui se réunissent pour former de l'air respirable.

      Une méthode déjà connue est l'énergie cinétique. Une comète en sublimation est un environnement occupé, où le vent solaire (le flux constant de particules émanant du soleil) peut pousser des molécules d'eau flottantes dans la surface de la comète à grande vitesse. S'il y a des composés contenant de l'oxygène à la surface, les molécules d'eau en carénage peuvent arracher des atomes d'oxygène et produire de l'oxygène moléculaire.

      L'oxygène moléculaire peut également être produit par des réactions de dioxyde de carbone, a découvert l'équipe. (Le dioxyde de carbone contient un seul atome de carbone et deux atomes d'oxygène.) L'ancien boursier postdoctoral Caltech Yunxi Yao et l'actuel professeur de génie chimique de Caltech Konstantinos Giapis ont simulé cette réaction en écrasant du dioxyde de carbone dans une feuille d'or. Étant donné que la feuille d'or ne peut pas être oxydée, elle ne devrait pas produire à elle seule d'oxygène moléculaire. Mais lorsque le dioxyde de carbone pénètre dans la feuille à grande vitesse, la surface de l'or émet de l'oxygène moléculaire.

      "Cela signifiait que les deux atomes d'oxygène provenaient de la même molécule de CO2 [dioxyde de carbone], la divisant efficacement d'une manière extraordinaire", a déclaré les représentants de Caltech. dit dans un communiqué.

      Pour mieux comprendre comment le dioxyde de carbone peut se décomposer en oxygène moléculaire, le professeur de chimie de Caltech Tom Miller et le boursier postdoctoral Philip Shushkov ont créé une simulation informatique.

      L'un des défis de la modélisation de la réaction est que les molécules qui réagissent sont très "excitées", ce qui signifie qu'elles vibrent et tournent de manière complexe, ont déclaré les chercheurs.

      "En général, les molécules excitées peuvent conduire à une chimie inhabituelle, nous avons donc commencé par cela", a déclaré Miller dans le communiqué. "Mais, à notre grande surprise, l'état excité n'a pas créé d'oxygène moléculaire. Au lieu de cela, la molécule s'est décomposée en d'autres produits."

      Au lieu de cela, les scientifiques ont découvert que des molécules de dioxyde de carbone extrêmement "courbées" (celles avec une géométrie inhabituelle) peuvent être créées sans exciter le dioxyde de carbone. Cela produirait à son tour de l'oxygène.

      Lorsque Yao et Giapis ont brisé les molécules de dioxyde de carbone en feuille d'or, ils ont chargé électriquement les molécules de dioxyde de carbone individuelles, puis les ont accélérées à l'aide d'un champ électrique. Cependant, Giapis a déclaré que la réaction pourrait également avoir lieu à une vitesse plus lente, ce qui pourrait expliquer pourquoi il y a de l'oxygène flottant haut dans le Ambiance martienne.

      "Vous pourriez lancer une pierre avec une vitesse suffisante sur du CO2 [dioxyde de carbone] et obtenir la même chose", a-t-il déclaré dans le communiqué. "Il faudrait qu'il voyage aussi vite qu'une comète ou un astéroïde voyage dans l'espace."

      Auparavant, les scientifiques pensaient que la minuscule concentration d'oxygène atmosphérique de Mars était probablement générée après que la lumière ultraviolette du soleil ait frappé les molécules de dioxyde de carbone dans l'air de la planète rouge. Giapis théorise, cependant, que l'oxygène martien pourrait également être généré lorsque des particules de poussière, accélérées à grande vitesse dans l'atmosphère, s'écrasent sur des molécules de dioxyde de carbone.

      Le réacteur Giapis utilisé est à très faible rendement, ne générant qu'une ou deux molécules d'oxygène pour 100 molécules de dioxyde de carbone traversant l'accélérateur. Giapis a toutefois déclaré que son réacteur pourrait peut-être être modifié un jour pour créer de l'air respirable pour les astronautes sur Mars. Et sur Terre, le réacteur peut être utile pour extraire le dioxyde de carbone (qui est également un puissant gaz à effet de serre et le principal moteur de le réchauffement climatique) de l'atmosphère et le convertir en oxygène.

      "Est-ce un appareil final ? Non. Est-ce un appareil qui peut résoudre le problème avec Mars ? Non", a-t-il dit. "Mais c'est un appareil qui peut faire quelque chose de très difficile. Nous faisons des choses folles avec ce réacteur."

      Un article basé sur la recherche, dirigée par Yao, a été publié la semaine dernière dans la revue Communication Nature.

      Soit dit en passant, la NASA est sur le point de tester la technologie génératrice d'oxygène sur Mars. UNE démonstrateur technologique appelé MOXIE (Mars Oxygen In situ Resource Utilisation Experiment) volera à bord du rover Mars 2020 de l'agence, qui devrait être lancé l'été prochain et atterrir sur la planète rouge en février 2021. MOXIE divisera électrochimiquement le dioxyde de carbone atmosphérique, et la NASA veut voir si le La méthode pourrait être étendue pour aider à soutenir les personnes sur la planète rouge.


      Plus d'informations :

      Stefano Scilipoti, étudiant au doctorat, Centre d'électromicrobiologie de l'Université d'Aarhus, courrier : ss@bio.au.dk, téléphone : +45 9148 9338.

      Professeur Lars Peter Nielsen, Center for Electromicrobiology at Aarhus University mail : lpn@bio.au.dk téléphone : +45 6020 2654.

      Bactéries du câble se déplaçant sur le front de l'oxygène. Remarquez comment seule une petite partie des cellules atteint l'oxygène et comment les bactéries du câble plus court se retirent fréquemment complètement vers la couche sans oxygène. La vidéo est accélérée 150 fois et en réalité, la séquence entière est de 12 heures.