Ung forsker skrev årets bedste forskningsartikel: Udviklede ny metode til at kultivere bakterier på indlandsisen

Ate Jaarsma kommer oprindeligt fra Holland, men hans forskning foregår meget længere mod nord på Grønlands frysende indlandsis.

Heroppe studerer han de mikroorganismer, der lever på isen. Et forskningsområde, som er eksploderet i de senere år, fordi ny genteknologi har givet forskerne bedre værktøjer til at studere denne mikroskopiske verden.

Nyere studier har vist, at indlandsisen ikke er en frossen ørken uden spor af liv, som vi ellers tidligere troede. Faktisk myldrer isen med mikroskopisk liv: Alger, svampe og bakterier, som udnytter sollyset og næringsstofferne i den smeltende is.

Forskerne bruger i dag i høj grad disse nye genteknologier, men som det ofte er tilfældet med ny teknologi, bliver der konstant opdaget nye måder at udnytte og kombinere teknologierne på. Og det er præcis hvad Ata Jaarsma har gjort.

Når forskerne skal studere mikroorganismerne på indlandsisen vælger de ofte mellem to forskellige genteknologier: metagenomisk sekventering eller amplicon sekventering. Få bruger begge teknologier samtidig for at studere deres fordele og ulemper. Det besluttede Ate Jaarsma sig dog for at gøre.
 
Ikke alene fik han kortlagt styrkerne og svaghederne ved de eksisterende genteknologier, han udviklede også en metode til at kultivere bakterier på isen for at blive klogere på, hvad der gemmer sig i smeltesøerne.

Det var kombinationen af disse ting, der gjorde, at hans forskningsartikel fik prisen som den bedste i 2023 i tidsskriftet FEMS Microbiology Ecology.

Gule telte på isen

For at undersøge de forskellige genomiske teknologier rejste Ate Jaarsma til Grønland med en række andre forskere og boede på indlandsisen. Her overnattede de i en række gule telte, som hvilede på måtter for at holde den kolde smeltende is ude. Dagene brugte han på at tage prøver af isen.

Nogle af prøverne blev pakket ned, så de kunne blive undersøgt og sekventeret, når han kom hjem på laboratoriet. Andre prøvede han sin nye metode af på. Han kultiverede med andre ord mikroorganismerne på isen. 

- Andre forskere har udviklet nogle kultiveringschips til at studere bakterier i jord og vand, når du er på feltarbejde. Det kalder vi også for “in situ”-kultivering. Men ingen havde udviklet en teknologi til at gøre det på is. Jeg måtte derfor finde på et særligt design for at få det til at virke. Jeg modificerede kulturen og lavede sådan nogle kultiveringschips af plastik, siger han og fortsætter:

- Der er mange mikroorganismer, som næsten er umulige at få til at vokse i laboratoriet. Det betyder, at du ofte får et forkert billede af den sammensætning af mikrober, der er i det område, du tog prøven. Men hvis du kultiverer dem i deres naturlige miljø, får du et andet resultat.

Ate Jaarsma placerede plastik-chipsene i smeltevandshuller eller på isen, hvor mikroorganismerne lever. Ideen var at forsøge at kultivere dem i deres naturlige miljø, fordi de her har adgang til de næringsstoffer, de almindeligvis lever af. På den måde kan det give et mere komplet billede af sammensætningen af mikroorganismer på stedet. 

Efter han havde kultiveret dem på isen, tog han prøverne med hjem på laboratoriet, forsøgte at få dem til at vokse yderligere, før han sekventerede deres DNA.

- Jeg har udviklet en prototype, som jeg brugte til at vise, at det er muligt at kultivere direkte på isen. Om det er mere effektivt end den konventionelle metode med først at kultivere hjemme i laboratoriet, kan jeg ikke sige noget om endnu. Men det er endnu et værktøj i værktøjskassen, siger han.

En bundfrossen overraskelse

Egentlig er Ate Jaarsma primære forskningsområde at kortlægge hvilke forskellige mikroorganismer, der lever på isen, ved at identificere de små stoffer, som de producerer. Alligevel opdagede han noget interessant gennem sine forsøg med de forskellige teknologier, selvom formålet var at teste fordele og ulemper.

Hver sommer blomstrer de mørke alger på isens overflade, som får et sort skær. Det gør, at isen smelter hurtigere, fordi mere sollys bliver absorberet.

- Jeg kunne bekræfte, at det er algerne, der er de mest dominerende på isens overflade. I smeltesøerne, som vi også kalder kryokonit-huller, er det til gengæld bakterierne, der er flest af, siger han og fortsætter:

- Jeg fandt desuden ud af, at der lever en række mikrober, som er mere eller mindre afhængige af algerne på isen. Eksempelvis fandt jeg en særlig type svamp, som vi tror, at spiller en afgørende rolle i forhold til at begrænse algevæksten. Der er dog behov for, at vi kigger nærmere på dem, for at vi kan forklare præcist, hvordan det foregår. 

En stor overraskelse

Ate Jaarsma har lige afleveret sin ph.d.-afhandling. Nu leder han efter en stilling som postdoc, så han kan fortsætte sin forskning. Men den slags stillinger hænger ikke på træerne.

Da han for et par uger siden hørte, at hans forskningsartikel havde vundet prisen som årets bedste, blev han derfor meget glad.

- Jeg var temmelig overrasket. Artiklen var blevet markeret som redaktørens udvalgte, da den udkom, men det her havde jeg ikke forventet. Det var et dejligt selvtillidsboost, mens jeg skrev de sidste linjer på min ph.d., siger han og fortsætter:

- Jeg håber, at prisen vil hjælpe mig med at finde finansiering til en postdoc et eller andet sted. Jeg bliver på Aarhus Universitet indtil juni, men derefter har jeg endnu ingen planer. Vi må se, hvad der sker. 

Bag om forskningen

Studietype: Feltstudie Ekstern finansiering: Studiet har modtaget fondsmidler fra European Research Council (ERC) og er en del af et større projekt kaldet Deep Purple. 'Interessekonflikter: Forskerne erklærer, at der ikke er nogen interessekonflikter i forbindelse med studiet. Link til den videnskabelige artikel: Exploring microbial diversity in Greenland Ice Sheet supraglacial habitats through culturing-dependent and -independent approaches