Laboratoř environmentálních molekulárních věd - Environmental Molecular Sciences Laboratory

Laboratoř environmentálních molekulárních věd
Logo Emsl home.jpg
RichlandWaEMSL.jpg
Založeno1. října 1997
Oblast výzkumu
Biologické vědy o životním prostředí
ŘeditelDouglas Mans
Personál150
Uživatelé500 ročně
Patenty100 plus
Nástroje150 plus
Velikost234 000 čtverečních stop
Publikace400 ročně
AdresaPacific Northwest National Laboratory
Richland, Washington, USA
Umístění46 ° 20'55 ″ severní šířky 119 ° 16'42 ″ Z / 46,34861 ° N 119,27833 ° W / 46.34861; -119.27833Souřadnice: 46 ° 20'55 ″ severní šířky 119 ° 16'42 ″ Z / 46,34861 ° N 119,27833 ° W / 46.34861; -119.27833
webová stránkawww.emsl.pnnl.gov/ emslweb/

The Laboratoř environmentálních molekulárních věd (EMSL, prohlásil em-zul) je biologické vědecké zařízení v Pacific Northwest National Laboratory v Richland, Washington, Spojené státy. Provozuje jej Americké ministerstvo energetiky (DOE), která financuje a dohlíží na svůj výzkum a provoz.

Výzkum

Vědci a spolupracovníci EMSL vystupují základní výzkum která se zaměřuje na biologické, biogeochemické a fyzikální principy k předpovídání procesů probíhajících v molekulárních a genomicky řízených nejmenších měřítcích až po změny systému Země v největších měřítcích.

EMSL používá šest integrovaných výzkumných platforem k odhalení důležitých informací pro pochopení a předvídání molekulárních funkcí biologických a ekosystémových procesů.

Biolog připravuje vzorek RNA, aby pochopil, jak houby hnědé hniloby degradují dřevo.

Funkční omics integruje transkriptomické, proteomické a metabolomické analýzy k odhalení biologických procesů v rostlinných, houbových a mikrobiálních systémech.

Izotop a chemická analýza sleduje osud izotopů a analyzuje chemii biologických a environmentálních systémů.

Molekulární bioobrazy poskytuje obrazy struktury a umístění proteinů a dalších biomolekul v prostorovém a časovém rozlišení nanometrů.

Biogeochemické transformace zkoumá, jak molekulární interakce na zemských, vodních a vzdušných rozhraních transformují a transportují živiny a kontaminanty v prostředí.

Buněčná dynamika odkrývá molekulární signály uvnitř a mezi buňkami v reakci na jejich prostředí a jiné organismy.

Fenotypizace molekulárních rostlin sondy interakce mezi geny a prostředím k pochopení, předvídání a kontrole vlastností rostlin.

Operace

EMSL je zařízení pro výzkum uživatelů, díky němuž mohou vědci z celého světa předkládat návrhy projektů, aby měli přístup k odborníkům a vybavení laboratoře bez jakýchkoli nákladů. Návrhy jsou prověřovány konkurenčním procesem vzájemného hodnocení, aby se zajistilo, že projekt bude mít vědecký dopad a bude relevantní pro misi Úřadu biologického a environmentálního výzkumu DOE.

Vědci, jejichž návrhy jsou přijímány, se označují jako uživatelé EMSL. Typické uživatelské výzkumné projekty mohou trvat několik měsíců až několik let. Uživatelé EMSL nemusí zůstat na místě po dobu trvání svého projektu a v případě potřeby mohou navštívit laboratoř. Značnou část zpracování a analýzy vzorků lze provést na dálku.

Komunita uživatelů EMSL poskytuje řídícímu týmu laboratoře doporučení pro vědecké řízení a efektivní operace prostřednictvím voleného výboru zástupců.

Dějiny

1986–1997

Myšlenka, která by se stala EMSL, začala v roce 1985 zprávou Národní akademie věd s názvem Příležitosti v chemii.[1] Zpráva identifikovala vědecké výzvy týkající se energie a životního prostředí, které k dosažení řešení vyžadovaly základní výzkum.

V reakci na to tehdejší ředitel PNNL William R. Wiley a vedoucí manažeři laboratoří navrhli centrum pro molekulární vědu, které by sdružovalo vědce z fyzikálních a biologických věd a teoretiky se zkušenostmi v oblasti výpočetní techniky a modelování molekulárních procesů. Wiley si představil zařízení s pokročilou instrumentací pro studium chemie na molekulární úrovni integrovaným a společným způsobem.

Battelle Memorial Institute se sídlem v Ohiu, který provozuje PNNL pro DOE, schválil financování stavby na 4 roky ve výši 8,5 milionu USD; rozvíjet výzkumné programy; a získat vybavení, zařízení, vědce a podpůrný personál.

Stavba byla zahájena v červenci 1994 a byla dokončena v srpnu 1997. EMSL byla otevřena 1. října 1997[2] pro plný provoz.

1997–2001

Během prvních pěti let si vedoucí EMSL vybudovali schopnosti, přijali vědecké vedení a přilákali uživatele. Vedoucí představitelé poté rozšířili vědecké zaměření o biologii, zejména studium přirozeně se vyskytujících mikrobů pro čištění životního prostředí, alternativní energii a snižování oxidu uhličitého v atmosféře.

Program EMSL pro rané uživatele se zaměřil na studie jednotlivých vyšetřovatelů, které procházely vědeckými oblastmi a rychle dosáhly více než 1 000 uživatelů ročně, což představuje každý stát a několik zahraničních zemí.

2001–2009

Během tohoto období se EMSL zaměřila na dvě velké výzvy: otázku biogeochemie týkající se základní interakce mezi mikroby a minerály a studii zabývající se strukturou a funkcí proteinů v buněčné membráně. Práce na těchto výzvách vedla k nové příležitosti pro vědeckou komunitu, přičemž výzkumné kampaně byly zaměřeny na týmy zaměřené na jednu výzvu.

V lednu 2007 oslavila společnost EMSL první trvalou expanzi: vyvýšenou podlahu o ploše téměř 4 000 čtverečních stop ve svém vysoce výkonném výpočetním operačním centru pro superpočítač o velikosti 11,8 teraflopu s názvem Chinook, který byl tehdy pátým nejrychlejším systémem na světě.[3] V dubnu 2008 společnost EMSL věnovala nový kancelářský modul významnému uživateli J. Mike Whiteovi, ve kterém je umístěno téměř 100 zaměstnanců a uživatelů PNNL.[4] Začátkem roku 2012 společnost EMSL otevřela své tiché křídlové pouzdro se sadou ultrazvukových mikroskopů a skenovacích přístrojů s vysokým rozlišením.[5]

2009 do současnosti

Biolog studuje přírodní bioprodukty pomocí tradiční genetiky a syntetické biologie.

V říjnu 2010 představil přední softwarový balíček výpočetní chemie EMSL, NWChem,[6] se stal otevřeným zdrojem a umožnil počítačovým vědcům z celého světa přispět k jeho budoucímu rozvoji a zpřístupnit jej dalším výzkumným pracovníkům a studentům.[7] Podle průzkumu Web of Science v březnu 2020 byl tento kód od roku 2010 citován více než 3760krát.

V červnu 2013 společnost EMSL vyřadila superpočítač Chinook z provozu[8] a přivítal Cascade, systém 3,4-petaflops.[9]

EMSL oslavila v srpnu 2017 své dvacáté výročí,[10] představí software pro výpočetní chemii NWChem a pokroky v podpovrchové vědě a základní výrobě biopaliv. Akce se zúčastnili vědečtí vůdci, včetně mezinárodně uznávaných vědců Thoma Dunninga, Steva Colsona a Jeana Futrella.

Dnes EMSL zaměřuje svůj vědecký výzkum na funkční a systémovou biologii a environmentální transformace a interakce společně s uživateli z různých vědeckých komunit. Tato věda řídí vývoj technologií a výpočetní schopnosti.

Ředitelé EMSL

  • Thom Dunning - stavební činnost vedená v letech 1994–1997
  • Teresa Fryberger - prozatímní ředitelka, 1997–1998
  • Jean Futrell - 1999–2002
  • J.W. Rogers, Jr. - 2002–2004
  • Allison Campbell - prozatímní 2004–2005, 2005–2015
  • Harvey Bolton - prozatímní 2015–2016, prozatímní 2017–2019
  • Liyuan Liang - 2016–2017
  • Douglas Mans - 2019 – současnost

Poznámky pod čarou

  1. ^ Národní rada pro výzkum. 1985. Příležitosti v chemii. Washington, DC: Národní akademie Press. DOI: 10.17226 / 606
  2. ^ Otevírání dveří ke spolupráci. Zpřístupněno 17. dubna 2020
  3. ^ [2009. Superpočítač Chinook společnosti EMSL od společnosti HP Commissioned for Research. Srpna 2009. https://www.pnnl.gov/science/highlights/highlight.asp?id=659. Zpřístupněno 16. dubna 2020]
  4. ^ Křídlo EMSL věnované paměti zakladatele ředitele IIC. Zpřístupněno 15. dubna 2020
  5. ^ EurekAlert. 2015. Tiché zacházení: tiché křídlo EMSL. Zpřístupněno 17. dubna 2020
  6. ^ NWChem http://www.nwchem-sw.org/index.php/Main_Page
  7. ^ PNNL. 2010. Open for Business: NWChem jde open source. 29. září 2010; zpřístupněno 17. dubna 2020
  8. ^ PNNL. 2009. Superpočítač Chinook společnosti EMSL od společnosti HP Commissioned for Research. Srpen 2009. Zpřístupněno 16. dubna 2020.
  9. ^ PNNL. 2013. Nový superpočítač přicházející na EMSL letos v létě, dodávaný společností Atipa Technologies. 24. července 2013. Přístup k 16. dubnu 2020
  10. ^ Rickey, T. 2017. EMSL slaví 20 let vědeckých úspěchů. Zpřístupněno 17. dubna 2020

externí odkazy

  • EMSL Laboratoř environmentálních molekulárních věd
  • SRNA Americké ministerstvo energetiky
  • PNNL Pacific Northwest National Laboratory v Richlandu ve Washingtonu