它来了。从克里姆·戴尔的烂摊子中…
戴尔的研究人员
九月初，在克里姆戴尔上游，新生研究员卡西·哈特曼、萨姆·哈维和莫尼·德尔·托拉尔（左起）正在采集土壤和淤泥样本。其中一个样本产生了早期迹象，似乎是一种新的噬菌体菌株。Stephen Salpukas摄
小而重要的记号笔
样本位置用牙签上的小标签标记，以防噬菌体猎人需要回到之前采集样本的确切位置。Stephen Salpukas摄
在地铁里
噬菌体生活在泥土和水中，所以学生收集泥土样本，仔细标记每个样本，并通过GPS记录每个样本的确切位置。Stephen Salpukas摄
佳博体育工作
学习基本的佳博体育技术，大一新生Shartania Askew， Carolina Ruiz和Alexandra Nunes（左起）在研讨会的第一学期使用缓冲溶液分离噬菌体。Stephen Salpukas摄
准备在硅谷工作
参加噬菌体研讨会的学生准备下载复杂的基因分析软件。关于噬菌体基因组的大部分工作将在计算机上“在计算机上”完成。约瑟夫·麦克莱恩摄
绘制航线图
生物学家Margaret Saha（站着）在噬菌体研讨会上告诉新生，春季学期将在他们对Crim D和其他噬菌体的研究中增加一个更密集的、基于计算机的生物信息学组成部分。约瑟夫·麦克莱恩摄
大目标/小大纲
研究遵循自己的道路，因此，噬菌体研讨会秋季学期的教学大纲只有半页。“如果你有一个又长又详细的教学大纲，那么你就不是在做真正的研究，”玛格丽特·萨哈在学期的第一天告诉学生们。约瑟夫·麦克莱恩摄
言归正传
生物学家Mark Forsythe（中）呼吁大家注意屏幕，开始讲解学生将如何使用计算机技术处理Crim D基因组片段。约瑟夫·麦克莱恩摄
这种细菌是一种噬菌体，是在校园地标克里姆戴尔（Crim Dell）的淤泥中发现的，所以学生们同意将其命名为CrimD。这个以研究为导向的新生佳博体育的首席科学家是玛格丽特·萨哈、马克·福赛斯和库尔特·威廉姆森，他们都是生物系的成员。本项目由霍华德休斯医学研究所的科学教育联盟赞助。HHMI计划在选定的12所大学组织新生小组参加为期两个学期的研究课程，内容是噬菌体或噬菌体（感染细菌的病毒）的遗传学。
研讨会在2008年秋季学期收集并处理了土壤样本，寻找噬菌体，尤其是新颖的噬菌体。使用最先进的佳博体育技术，威廉和玛丽大学的新生分离出噬菌体，并在洛斯阿拉莫斯国家佳博体育准备了用于测序或基因蓝图的样本DNA。（参见相关报道了解噬菌体研究的重要性。）
洛斯阿拉莫斯的初步结果表明，威廉和玛丽送来的10个噬菌体样本中，有一个是以前没有记录的新菌株。
“嗯，它看起来像是新的，”威廉姆森说。“但它仍然可能与其他东西高度相关，而不是完全新的。”新生噬菌体研讨会从春季学期开始，应用各种研究技术来验证CrimD的基因组。
福赛斯说：“现在我们有一份草案。“我们已经完成了基因组，但还没有完全组装好。”
他解释说，洛斯阿拉莫斯的草案包含了基因组的三个连续部分的所有单位。基因组包含了DNA的四个组成部分——腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和鸟嘌呤的排列顺序，它们被称为碱基对，构成了螺旋DNA阶梯的梯级。
萨哈说，初步检查显示，CrimD属于噬菌体家族，其基因组有8万到9万个碱基对。福赛斯解释说，相比之下，Crim D感染的特定细菌的基因组由400万个碱基对组成。人类基因组由大约30亿个碱基对组成。
“学生们要做的第一件事就是分析数据，找出薄弱环节，”威廉姆森说。“换句话说，这个基因组中有一些点被测序的次数较少。通常你想要‘8倍覆盖’，所以基因组的每个区域都要测序8次，这8次中至少有7次需要达成一致。”
学生们将使用各种技术使基因组排列整齐，并解决CrimD的薄弱环节，即在洛斯阿拉莫斯没有进行8倍切割的300到400个碱基对片段。弱片段将使用聚合酶链反应等技术进行检测，聚合酶链反应是分子生物学佳博体育中常见的DNA扩增工具。噬菌体研讨会的所有成员都开始使用HHMI提供的最先进的生物信息学软件来处理CrimD基因组 在网上。
“有 体内和 在体外这是大家都知道的，”萨哈解释道。” 在网上越来越多地用来描述在计算机硅芯片上完成的事情，而不是在佳博体育的工作台上完成的事情。”萨哈是威廉玛丽学院的生物学教授，他说，即使是很小的病毒基因组中的大量数据也使得 在网上生物信息学技术在今天的研究佳博体育是必要的。
她说：“你绝对需要计算机的计算能力来分析和理解这数十万个碱基，以及它们如何组合在一起或不组合在一起，以组成蛋白质和形成基因。”“人类的思维不可能轻易做到这一点，但计算机程序会做出所有可能的组合，并得出最佳的一系列排列。”这在微秒内发生。然后，当然，我们必须整理并观察它，以确保它具有生物学意义。这是21世纪生物学的发展方向。如果你不熟悉计算机、程序和分析，那么做现代生物学就会越来越困难。”
在本学期的某个阶段，新生噬菌体研讨会将确定CrimD是已知噬菌体的变体，还是一种以前未知的新型噬菌体。不管怎样，他们的工作都很重要，不仅作为一种学习经验，而且作为一种真实的、以发现为导向的研究，为科学知识做出贡献。
威廉姆森说：“我们对噬菌体知之甚少，而噬菌体的多样性是压倒性的。”“这可以给我们提供很多关于选择、进化和多样性的信息——这些信息现在还不存在。”噬菌体感染细菌，这使得生物医学研究界对病毒作为抗生素的潜在替代品非常感兴趣。
萨哈说，尽管她希望学生们能够证明CrimD是一种新的噬菌体，但当证据到来时，他们可能没有意识到这一点。
萨哈说：“科学的问题在于，很少有这种‘发现’的时刻。”“这是渐进的。当你找到你应该找到的东西时，你会意识到没有什么是你不知道的，然后是你知道的。”
