fi g u r e 1云母的原子力显微镜图像显示具有不同背景离子的吸附质粒DNA的构象,DNA可见为白色(图像中的最高点)线。(a)NaCl中的云母-DNA; (b)MGCL 2中的云母-DNA; (c)NICL 2中的云母-DNA。(d)仅方解石。新鲜裂解和2分钟后。将DNA添加到表面时使用的缓冲溶液接触。图像显示步骤和蚀刻坑上的步骤边缘。(E)缓冲液中的方解石-DNA。表面显示蚀刻坑和吸附的DNA。蚀刻坑的形态取决于方解石晶体的底层正交结构,该结构的定向使钝角是向西南定向的,并且急性角针对东北定向。(f)NaCl中的方解石-DNA。(g)MGCL 2中的方解石-DNA。(H)NICL 2中的方解石-DNA。(i)在聚-L赖氨酸底物上吸附的质粒DNA。DNA是超螺旋的,并用10 mM NaCl作为背景电解质沉积。
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从沉积物中提取环境DNA(EDNA)正在提供过去的生态系统和生物多样性的开创性观点。尽管有丰富的信息来源,但仍不清楚哪种沉积物有利于保存以及原因。在这里,我们使用原子力显微镜和分子动力学模拟来探索DNA-矿物质相互作用,以评估矿物学和界面地球化学如何在矿物底物上保护环境DNA中发挥作用。我们证明矿物组成,表面形貌和表面电荷会影响DNA吸附行为以及保存。建模和实验数据表明,如果存在强大的吸附驱动力,则可以通过矿物结合诱导DNA损伤。研究表明,对沉积物的矿物质组成的了解和环境条件对于评估沉积物是否能够存储细胞外DNA以及在多大程度上保留DNA。我们的数据增加了对Edna Taphonomy的理解,并强调了,对于某些矿物系统而言,碎片的DNA可能不代表旧的DNA。
抽象有机物在土壤中的积累被理解为矿物相关(分解,微生物衍生的)有机物与自由颗粒(较少分解的植物衍生)有机物之间的动态。然而,从区域到全球尺度,主要土壤有机碳(SOC)部分的模式和驱动因素尚不清楚,并且与土壤类型之间的子宫遗传学变异保持不佳。在这里,我们将与淤泥和粘土大小的颗粒(S + C),稳定的聚集体(>63μm,SA)和颗粒有机物(POM)相关的SOC与沿着地理气候梯度采样的各种草地表土与颗粒有机物(POM)分开。两种矿物相关的部分(S + C&SA)对SOC的相对贡献在整个梯度中差异很大,而POM从来都不是主要的SOC分数。稳定的骨料(>63μm)在富含碳 - 富含碳的土壤中成为主要的SOC分数。稳定聚集体中碳的分解程度(>63μm)始终在S + C和POM级分之间,并且没有沿研究梯度变化。相比之下,与S + C分数相关的碳在富含碳 - 贫民土壤中的微生物分解较少。S + C部分中SOC的量与Pedogenic氧化物的含量和质地呈正相关,而与稳定聚集体(>63μM)相关的SOC量与Pedogenic氧化物含量呈正相关,并与温度负相关。我们提出了我们发现的概念摘要,该概念将稳定骨料(>63μm)与其他主要SOC馏分的作用整合在一起,并说明了它们在(土壤)环境梯度之间的重要性变化。
•X射线无定形组件的丰度和组成(如果存在)。其他仪器已部署在火星轨道和着陆器上,以表征包括红外,拉曼和XRF光谱仪在内的矿物学。但是,只有XRD与XRF结合可以提供定量的矿物学和详细的晶体化学,以表征沉积环境和宜居性。如果检测到推定的生物签名,它是否存在于可居住的环境中?在P,T和化学潜力的哪些条件下形成了宿主矿物学?温度,压力或流体化学的变化导致的矿物矿物学后的矿物学变化(“ taphonomy”)具有保留生物生物性及其过程迹象的能力,或者完全消除了此类证据。MSL-Chemin仪器:在太空中飞行的第一个X射线衍射仪是Mars Science Laboratoral Laboratory Ouliosity Coliosity Rover上的Chemin仪器[2]。仅在其对火星的第二次分析中,Chemin被用来识别和表征古老湖床中可居住的环境,这是太阳系中的第一个识别和MSL任务成功的标准[3-5]。在Chemin中,直径为70 µm的直径X射线梁是通过薄粉末样品引导的,
挥发物和矿物学测绘轨道器 (VMMO) 是一个低成本的 12U 立方体卫星概念,最初由欧洲航天局 (ESA) 选为 2018 年 SysNova 挑战赛的两个获胜者之一。VMMO 航天器将使用月球挥发物和矿物学测绘仪 (LVMM) 多波化学激光雷达有效载荷对月球南极永久阴影区域进行挥发物和矿物学勘察,以探测和绘制挥发物和其他资源如钛铁矿 (FeTiO 3 ) 的地图,地面采样距离 (GSD) 约为 100 米。开发宝贵的月球资源,如水冰和其他挥发物,对于未来载人月球基地的可持续性至关重要。尽管之前的月球任务已经在月球两极周围探测到并绘制了水冰地图,但对于月球风化层内挥发物含量的精确分布仍然存在很大的不确定性。未来计划执行多项任务
每周作业将增强对上述概念的理解。在实验室中,将通过X射线衍射技术和/或单晶进行X射线衍射技术检查矿物质。该课程的最终提交将是其矿物学项目的学生发现的手稿式报告。本报告将包括简短的文献综述,实验方法的解释,获得的结果摘要,包括通过XRD获得的结果与其他方法的现有数据之间的相关性。其他方法可能包括岩石学显微镜,SEM或各种光谱方法(例如,nmr,ir,拉曼,XPS),计算机建模或机器学习,具体取决于正在研究的矿物学问题。讨论将在学生的相关领域中包括这些发现的重要性(例如地球科学,行星科学,材料科学)以及进一步工作的建议。学生将在课程结束时在研讨会风格的会议上分享他们的结果。