Tajná role bakterií redukujících sírany při ochraně moří!

Tajná role bakterií redukujících sírany při ochraně moří!

Nová studie publikovaná v časopise Science Advances zkoumá kritickou roli bakterií redukujících sírany (SRB) při rozkladu organické hmoty na mořském dně. Výzkumnou práci provedli Dr. Lars Wöhlbrand a Prof. Dr. Ralf Rabus z univerzity v Oldenburgu. Tyto mikroby, zejména čeleď Desulfobacteraceae, jsou aktivní v bezkyslíkatých zónách Země a významně přispívají k produkci oxidu uhličitého (CO2).

Desulfobacteraceae mají modulární metabolismus, který jim umožňuje využívat různé organické molekuly. Ve studii bylo kultivováno a rozsáhle testováno šest různých kmenů těchto bakterií. Mikrobi dostali 35 různých potravin a zkoumali je za 80 specifických podmínek. Výsledky ukazují, že různé typy metabolismu využívají k degradaci podobné molekulární nástroje. To vysvětluje globálně distribuovanou a flexibilní povahu Desulfobacteraceae.

Role bakterií v uhlíkovém cyklu

Odhaduje se, že bakterie redukující sírany představují více než polovinu degradace organického materiálu v pobřežních vodách a šelfových oblastech. Jejich aktivita vede k tvorbě sirovodíku a černého sulfidu železitého v sedimentu. Přes jejich význam je role Desulfobacteraceae v uhlíkovém cyklu často podceňována. Genetické markery určitých klíčových modulů byly detekovány ve vzorcích sedimentů získaných z různých mořských stanovišť.

Jeden zvláště pozoruhodný kmen, Desulfococcus multivorans, má kompletní genom sestávající z jediného kruhového chromozomu o 4 455 399 párech bází. To se pohybuje ve velikosti od jiných SRB, jako je Desulfotalea psychrophila až po Desulfobacterium autotrophicum HRM2. Genomická analýza identifikovala nejen geny pro tRNA a rRNA, ale také četné geny spojené s ekonomickou diverzitou a adaptabilitou těchto bakterií.

Metabolická flexibilita

Studie zdůrazňuje, že SRB mohou přeměňovat nejen sírany, ale také různé organické sloučeniny, které se obtížně odbourávají. Metabolická rekonstrukce D. multivorans ukazuje, že tyto bakterie jsou schopny degradovat aromatické a alifatické substráty, které jsou oxidovány na CO2 cestou Wood-Ljungdahl. Používají různé enzymy, které jsou potřebné pro β-oxidaci a adaptivně reagují na kyslíkový stres.

Rozmanitost enzymů a vysoké pokrytí proteomových analýz ukazuje na robustní metabolickou kapacitu, kterou jsou tyto bakterie schopny vyvinout. Tyto výsledky mohou hrát zásadní roli při pochopení dopadů změny klimatu na mořské ekosystémy. S klesající hladinou kyslíku v oceánech by se význam SRB při rozkladu organické hmoty mohl dále zvyšovat.

Tento výzkum poskytuje nejen nové pohledy na biologické procesy, které podporují koloběh uhlíku, ale také otevírá perspektivy pro budoucí studie, které se snaží porozumět mikrobiálnímu metabolismu na genetické úrovni. Desulfobacteraceae jsou nejen v centru pozornosti jako klíčové faktory degradace uhlíku, ale také působivě demonstrují plasticitu a adaptabilitu mikrobiálního života v komplexních ekosystémech.

Komplexní studie o distribuci, metabolických procesech a ekologickém významu Desulfobacteraceae přispívají k prohloubení našeho chápání dynamiky uhlíku a jejich interakcí s chemií oceánů. Poznatky získané z této studie by mohly mít dalekosáhlé důsledky pro pochopení mořské mikrobiální ekologie a globálního uhlíkového cyklu.

uol.de uvádí, že… a PMC vysvětluje základní genetické aspekty... a sigmaearth rozšiřuje kontext o roli SRB...