Sulfat-reducerende bakteriers hemmelige rolle i havbevaring!

Sulfat-reducerende bakteriers hemmelige rolle i havbevaring!

En ny undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Science Advances undersøger den kritiske rolle, som sulfatreducerende bakterier (SRB) spiller i nedbrydningen af ​​organisk stof i havbunden. Forskningsarbejdet blev udført af Dr. Lars Wöhlbrand og Prof. Dr. Ralf Rabus fra University of Oldenburg ledet. Disse mikrober, især Desulfobacteraceae-familien, er aktive i iltfrie zoner på Jorden og bidrager væsentligt til produktionen af ​​kuldioxid (CO2).

Desulfobacteraceae har et modulært stofskifte, der giver dem mulighed for at udnytte en række organiske molekyler. I undersøgelsen blev seks forskellige stammer af disse bakterier dyrket og grundigt testet. Mikroberne fik 35 forskellige fødevarer og blev undersøgt under 80 specifikke forhold. Resultaterne viser, at de forskellige typer af stofskifte bruger lignende molekylære værktøjer til nedbrydning. Dette forklarer den globalt distribuerede og fleksible natur af Desulfobacteraceae.

Bakteriers rolle i kulstofkredsløbet

Det anslås, at sulfatreducerende bakterier står for mere end halvdelen af ​​nedbrydningen af ​​organisk materiale i kystvande og sokkelområder. Deres aktivitet fører til dannelsen af ​​hydrogensulfid og sort jernsulfid i sedimentet. På trods af deres betydning er Desulfobacteraceaes rolle i kulstofkredsløbet ofte undervurderet. De genetiske markører for visse nøglemoduler er blevet påvist i sedimentprøver fra forskellige marine habitater.

En særlig bemærkelsesværdig stamme, Desulfococcus multivorans, har et komplet genom bestående af et enkelt, cirkulært kromosom på 4.455.399 basepar. Dette varierer i størrelse fra andre SRB'er såsom Desulfotalea psychrophila til Desulfobacterium autotrophicum HRM2. Den genomiske analyse har identificeret ikke kun gener for tRNA og rRNA, men også talrige gener forbundet med disse bakteriers økonomiske mangfoldighed og tilpasningsevne.

Metabolisk fleksibilitet

Undersøgelsen fremhæver, at SRB'er ikke kun kan omdanne sulfat, men også en række organiske forbindelser, der er svære at nedbryde. Metabolisk rekonstruktion af D. multivorans viser, at disse bakterier er i stand til at nedbryde aromatiske og alifatiske substrater, som oxideres til CO2 via Wood-Ljungdahl-vejen. De bruger en række enzymer, der er nødvendige for β-oxidation og reagerer adaptivt på iltstress.

Diversiteten af ​​enzymer og den høje dækning af proteomanalyserne indikerer en robust metabolisk kapacitet, som disse bakterier er i stand til at udvikle. Disse resultater kan spille en afgørende rolle i forståelsen af ​​klimaændringernes indvirkning på marine økosystemer. Med faldende iltniveauer i havene kan betydningen af ​​SRB til at nedbryde organisk stof øges yderligere.

Denne forskning giver ikke kun ny indsigt i de biologiske processer, der understøtter kulstofkredsløb, men åbner også perspektiver for fremtidige undersøgelser, der søger at forstå mikrobiel metabolisme på genetisk niveau. Desulfobacteraceae er ikke kun i fokus som nøglefaktorer i kulstofnedbrydning, men demonstrerer også på imponerende vis plasticiteten og tilpasningsevnen af ​​mikrobielt liv i komplekse økosystemer.

De omfattende undersøgelser af fordelingen, metaboliske processer og økologiske betydning af Desulfobacteraceae bidrager til at uddybe vores forståelse af kulstofdynamik og deres interaktioner med havets kemi. Indsigten opnået fra denne undersøgelse kan have vidtrækkende konsekvenser for forståelsen af ​​marin mikrobiel økologi og det globale kulstofkredsløb.

uol.de rapporterer, at... og PMC forklarer grundlæggende genetiske aspekter... og sigmaearth udvider konteksten om SRB's rolle...