Le Everglades della Florida evocano immagini di fanboat che sfiorano le paludi, mentre gli alligatori sbirciano attraverso le acque e nuvole di insetti si librano appena sopra. Descritto come un "fiume d'erba" che si estende per circa 580, 000 miglia quadrate nel sud della Florida, comprendono una vasta gamma di ecosistemi che vanno dalle zone umide alle isole degli alberi alle tife.

Nel 2018, il Joint Genome Institute (JGI) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE), un DOE Office of Science User Facility situato presso il Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), ha intrapreso un progetto pilota con studenti di biologia della Boca Raton Community High School nella contea di Palm Beach, Florida. La classe ha cercato di applicare le ultime tecniche molecolari per saperne di più sulle comunità microbiche nell'Arthur R. Marshall Loxahatchee National Wildlife Refuge, un'area di 226 miglia quadrate delle Everglades settentrionali nella contea di Palm Beach, e in particolare sui microbi che giocano un ruolo nel ciclo del metano. Il loro rapporto sui dati, che fornisce gli unici set di dati noti sul microbioma di riferimento per il Rifugio Loxahatchee, è stato pubblicato sulla rivista Microbioma ambientale .

"Prima che JGI fosse coinvolta, Non ero sicuro che potessimo anche completare un progetto completo. Ogni altro gruppo che ho contattato è stato felice di offrire consigli ma ha rifiutato di offrire un aiuto scientifico effettivo, " ha detto Jonathan Benskin, che insegna la classe A-Level Advanced International Certificate of Education (AICE) di biologia presso la Boca Raton Community High School. "Non posso ringraziare abbastanza JGI per essere stato disposto a correre un rischio su un gruppo di studenti delle scuole superiori pubbliche per portare a termine questo progetto. JGI non solo contribuisce al corpo delle attuali conoscenze scientifiche, stanno anche dotando la prossima generazione di scienziati che contribuiranno a plasmare tutti i nostri futuri".

Proporre un'esperienza di ricerca

Benskin voleva offrire ai suoi studenti del liceo un'esperienza di progetto di ricerca e una delle sue richieste via e-mail, inviato attraverso il sistema Integrated Microbial Genomes &Microbiomes (IMG/M) di JGI, raggiunto Emiley Eloe-Fadrosh, che dirige il programma Metagenome. "Dopo aver discusso con lui del progetto, Sono stato ispirato dal suo entusiasmo e dalla voglia di offrire ai suoi studenti questa esperienza. Il mio attuale percorso professionale è stato fortemente influenzato dal mio insegnante di biologia del liceo, che mi ha aiutato a mettermi in contatto con tirocini e formazione presso la Clorox Company e il Lawrence Livermore National Laboratory, " ha detto. "Il JGI è uno dei pochi posti che potrebbe intraprendere un progetto come questo perché abbiamo le risorse come struttura per gli utenti. Il team del programma Metagenome ha fornito indicazioni e incoraggiamento per presentare una proposta, che è stato approvato come progetto di Director's Science dal direttore della JGI Nigel Mouncey."

Eloe-Fadrosh decise, "Se vogliamo che questo sia un progetto, vogliamo che sia un'esperienza di apprendimento davvero completa." Nel corso dell'anno, lei e altro personale JGI hanno condotto diversi in tempo reale, seminari in videoconferenza con la classe. I 18 studenti hanno organizzato e condotto una gita sul campo, muniti dei relativi permessi, al rifugio per raccogliere campioni di suolo da più località. Tornato in classe, I ricercatori JGI hanno guidato gli studenti attraverso i processi di sequenziamento del DNA, assemblaggio del metagenoma, e anche un'introduzione all'analisi dei dati utilizzando il sistema IMG/M.

Un'esperienza di apprendimento completa

"Quando inizialmente ho immaginato il progetto della classe, Sapevo che volevo che scrivessero un documento finale che potesse essere pubblicato. Guardare 18 studenti che lavorano per creare un documento contemporaneamente nello stesso documento è stato uno spettacolo che ricorderò, " ha detto Benskin. "La parte migliore dell'intero progetto è stata quella di poter dire agli studenti che il documento è stato accettato per la pubblicazione in una rivista scientifica rispettabile. È stato gratificante vedere l'empowerment mostrato su ciascuno dei loro volti".

Eloe-Fadrosh considera l'esperienza il momento clou del suo lavoro dell'anno passato al JGI. Mentre gli studenti non vedono l'ora di diplomarsi al liceo tra pochi mesi, Benskin ha condiviso le sue riflessioni sull'esperienza.

"'Fare scienza' è qualcosa di cui si potrebbe parlare al liceo e persino alle lezioni universitarie, ma è un'esperienza che a pochissimi studenti di queste classi è permesso fare. Spero che possano abbandonare questo progetto con il potere di andare al college e cercare opportunità che in precedenza avrebbero potuto credere di non essere in grado di realizzare".