Mary Ann Moran

Mary Ann Moran
Akademisk bakgrund
Alma mater	University of Georgia Cornell University Colgate University
Akademiskt arbete
Disciplin	Marina bakterier, kol- och svavelkretslopp, genomik
institutioner	University of Georgia

Mary Ann Moran är en framstående forskningsprofessor i marin vetenskap vid University of Georgia i Aten. Hon studerar bakteriers roll i jordens marina näringskretslopp och är ledande inom områdena marin vetenskap och biogeokemi. Hennes arbete är fokuserat på hur mikrober interagerar med löst organiskt material och påverkan av mikrobiell mångfald på de globala kol- och svavelcyklerna. Genom att definiera olika bakteriers roller i kol- och svavelkretsloppen kopplar hon samman de biogeokemiska och organismmässiga tillvägagångssätten inom marin vetenskap.

För sitt ledarskap och bidrag till vetenskapen har Moran fått många utmärkelser och utmärkelser, inklusive en Creative Research Medal från University of Georgia och White Research and Mentoring Award från American Society for Microbiology. Hon är också stipendiat vid American Academy of Microbiology och American Association for the Advancement of Science . Hon valdes in i National Academy of Sciences 2021.

Utbildning

Mary Ann Moran tog sin Bachelor of Arts-examen i biologi 1977 vid Colgate University i Hamilton, NY. Hon tog sin magisterexamen i naturresurser 1982 vid Cornell University i Ithaca, NY.

Slutligen fick hon sin Ph.D. i Graduate Program in Ecology 1987 vid University of Georgia , i Aten, GA. Hon studerade variablerna som påverkar den biologiska nedbrytningshastigheten för lignocellulosa i våtmarksekosystem under Robert E. Hodson. Efter att ha tagit sin Ph.D. hon stannade vid University of Georgia för att fortsätta sin forskning.

Forskning och upptäckter

Mary Ann Morans forskning fokuserar på bakteriers roll i de marina kol- och svavelkretsloppen. För att dechiffrera bakteriers roll och bättre förstå de olika ämnesomsättningar som förekommer i havet använder hon ekologisk genomik , metagenomik och metatranskriptomik för att studera generna och aktiviteten hos marina bakterier i naturen.

Kol- och svavelkretslopp

När hon gick framåt i sin karriär fokuserade Morans forskning på organiska föreningar och metaboliska interaktioner som uppstår mellan löst organiskt material och marina mikrobiella samhällen. Detta vetenskapsområde är vad hon fortfarande studerar till denna dag. Hennes stora bidrag har varit forskning om löst organiskt material (DOM) och bakteriers roll i marina biogeokemiska kretslopp. Hon fokuserar främst på kol- och svavelkretsloppet.

• Organiskt material är sammansatt av kolbaserade föreningar gjorda av biologiska organismer. Organiskt material finns i mark, sediment och vatten och är en viktig komponent i alla ekosystem. Det tillhandahåller livsmiljöer, mat och näringsämnen för organismer, kontrollerar näringsutbytet, hjälper till att hålla kvar vatten i marken och kan lagra betydande mängder kol. Att förstå nedbrytningen av organiskt material är avgörande för att förstå kolets kretslopp.
• Upplöst organiskt material är döda former av organiskt material, såsom döda växtdelar, som har brutits ned och lösts upp för att bli en beståndsdel av stora eller små vattenförekomster. Trots betydelsen av DOM i sötvatten och marina ekosystem, är den kemiska sammansättningen dåligt förstådd.
• Biogeokemi är studiet av naturliga kretslopp som kolcykeln och svavelcykeln , som återvinner viktiga delar av levande materia.

Som beskrivits i hennes 2015 Proceedings of the National Academy of Sciences uppsats, frigörs en stor mängd organiskt material av växtplankton och bryts sedan ned av heterotrofa bakterier i havsytan. Föreningar som är viktiga för den trofiska länken är dåligt kända eftersom det finns tusentals kemikalier som utgör marin DOM. Ett av målen för Morans forskargrupp är att förutsäga hur mikrober och löst organiskt material reagerar på vårt föränderliga klimat och hur dessa reaktioner i sin tur påverkar den globala kolcykeln.

Eftersom det finns tusentals kemikalier som utgör marin DOM, är föreningarna därför dåligt kända. Hennes forskargrupp odlade två mikroorganismer tillsammans i labbet: en Roseobacter clade bakterie och en fotosyntetisk kiselalger. De använde förändringar i genuttryck för att identifiera föreningar gjorda av kiselalgen som sedan metaboliserades (äts upp) av bakterien. De identifierade att kiselalgen gjorde stora mängder 2,3-dihydroxipropan-1-sulfonat (DHPS), en tidigare okänd kiselalgermetabolit som också specifikt användes av bakterien som födokälla. Morans grupp visade också att DHPS var rikligt i naturliga kiselalgerpopulationer och var en aktivt kretsloppsförening i havsvatten. Denna forskning identifierade en saknad komponent i de marina kol- och svavelkretsloppen och kommer sannolikt att leda till en mer detaljerad förståelse av den marina kol- och svavelcykeln.

Roseobacter och moln

Roseobacter -arter odlades första gången 1991 från ytan av marina alger. Med hjälp av DNA- och RNA-sekvenseringsmetoder utvecklade av Moran för användning i marina miljöer, visade Morans forskargrupp att en stor del av kustnära och blandade havsbakterioplankton faller in i Roseobacter - kladden av Alphaproteobacteria . Dessutom har hon studerat fysiologin , genetiken och ekologin hos Roseobacter- kläden utförligt, och fastställt deras betydelse i många marina ekosystem.

En annan viktig upptäckt av hennes forskning är relaterad till molnbildning . För att ett moln ska bildas måste vatten kondensera till droppar. Organiska svavelföreningar i atmosfären skapar aerosoler som fungerar som molnkondensationskärnor . En organisk svavelförening känd som DMSP ( dimetylsulfoniopropionat ) produceras i stora mängder av fotosyntetisk plankton i havet. Om DMSP omvandlas till dimetylsulfid (DMS), stiger DMS upp i atmosfären och ökar molnbildningen. Morans forskargrupp upptäckte nyckelgener i Roseobacter och Pelagibacteria som bryter ner DMSP till metantiol istället, en kemisk förening som inte kommer in i atmosfären eller ökar molnbildningen. I grund och botten gjorde Morans forskargrupp en stor upptäckt som förklarar sambanden mellan den marina mikrobiella näringsväven och molnbildning över haven. Den forskningen hjälpte också till att identifiera den biokemiska vägen som styr hur bakterier frigör metantiol i den mikrobiella näringsväven, vilket gör den tillgänglig för andra bakterier också.

"Att isolera och upptäcka en ny nyckelstensbakterie från havet först och sedan sekvensera dess genom gjorde det möjligt för detta team att hitta generna som är involverade i DMSP-cykeln", säger Matthew Kane, programdirektör vid National Science Foundation (NSF) Division of Molecular och Cellular Biosciences, som stödde forskningen. "Forskningen har avslöjat den tidigare dolda rollen som marina mikrober spelar i den globala svavelcykeln."

Heder och vetenskapligt ledarskap

Moran fick en kreativ forskningsmedalj från University of Georgia för enastående forskning med fokus på ett enda tema 1997. Hon var ordförande för Microbial Ecology Division i American Society for Microbiology från 2001 till 2002. 2005 utsågs hon till en Distinguished Forskningsprofessor vid University of Georgia för att erkänna hennes bidrag till hennes disciplin och hennes forskning om Roseobacter- arter. Hon valdes in i American Academy of Microbiology 2006. Hon fungerade som Gordon and Betty Moore Foundation Marine Microbiology Initiative Investigator från 2004 till 2012 för sitt arbete med genomik av marina bakterier, och 2016 fick hon ett andra pris från denna stiftelse att studera kolets rörelse mellan marina mikrober. Hon var den första att ta emot White Research and Mentoring Award från American Society for Microbiology 2008 för att erkänna hennes engagemang för mentorskap och att vara en förebild för unga forskare på grund-, forskarnivå och postdoktorala nivåer. Hittills har hon handlett åtta doktorander, nio postdoktorander, 25 studenter på grundutbildningen och fem praktikanter på gymnasiet. Moran valdes också till Fellow i American Association for the Advancement of Science 2009 och till medlem av National Academy of Sciences 2021.

Hon är medlem i flera styrelser och kommittéer, inklusive den vetenskapliga rådgivande nämnden för Max Planck Institute for Marine Microbiology sedan 2009, Joint Genome Institute (JGI) Prokaryotic Super Program Advisory Committee sedan 2011, JGI Scientific Advisory Committee sedan 2012, Science Board of Reviewing Editors sedan 2015, och American Academy of Microbiology Board of Governors sedan 2014.