Sulfaate redutseerivate bakterite salajane roll merekaitses!

Sulfaate redutseerivate bakterite salajane roll merekaitses!

Ajakirjas Science Advances avaldatud uues uuringus uuritakse sulfaate redutseerivate bakterite (SRB) kriitilist rolli merepõhja orgaanilise aine lagunemisel. Uurimistööd viisid läbi dr Lars Wöhlbrand ja prof dr Ralf Rabus Oldenburgi ülikoolist, mida juhtis. Need mikroobid, eriti perekond Desulfobacteraceae, on aktiivsed Maa hapnikuvabades piirkondades ja aitavad oluliselt kaasa süsinikdioksiidi (CO2) tootmisele.

Desulfobacteraceae'l on modulaarne metabolism, mis võimaldab neil kasutada mitmesuguseid orgaanilisi molekule. Uuringus kultiveeriti ja testiti põhjalikult nende bakterite kuut erinevat tüve. Mikroobidele anti 35 erinevat toitu ja neid uuriti 80 spetsiifilisel tingimusel. Tulemused näitavad, et erinevad ainevahetuse tüübid kasutavad lagunemiseks sarnaseid molekulaarseid vahendeid. See seletab Desulfobacteraceae globaalselt levinud ja paindlikku olemust.

Bakterite roll süsinikuringes

Hinnanguliselt põhjustavad sulfaate redutseerivad bakterid enam kui poole orgaanilise materjali lagunemisest rannikuvetes ja šelfialadel. Nende tegevus põhjustab settes vesiniksulfiidi ja musta raudsulfiidi moodustumist. Vaatamata nende tähtsusele alahinnatakse sageli Desulfobacteraceae rolli süsinikuringes. Teatud võtmemoodulite geneetilised markerid on tuvastatud erinevatest mereelupaikadest saadud setteproovides.

Ühel eriti tähelepanuväärsel tüvel Desulfococcus multivorans on täielik genoom, mis koosneb ühest ringikujulisest kromosoomist, mis koosneb 4 455 399 aluspaarist. Selle suurus varieerub teistest SRB-dest, nagu Desulfotalea psychrophila kuni Desulfobacterium autotrophicum HRM2. Genoomianalüüs on tuvastanud mitte ainult tRNA ja rRNA geenid, vaid ka arvukalt geene, mis on seotud nende bakterite majandusliku mitmekesisuse ja kohanemisvõimega.

Metaboolne paindlikkus

Uuring rõhutab, et SRB-d võivad muundada mitte ainult sulfaate, vaid ka mitmesuguseid orgaanilisi ühendeid, mida on raske lagundada. D. multivoransi metaboolne rekonstrueerimine näitab, et need bakterid on võimelised lagundama aromaatseid ja alifaatilisi substraate, mis oksüdeeritakse Wood-Ljungdahli raja kaudu CO2-ks. Nad kasutavad erinevaid ensüüme, mis on vajalikud β-oksüdatsiooniks ja reageerivad adaptiivselt hapnikustressile.

Ensüümide mitmekesisus ja proteoomianalüüside kõrge katvus näitavad tugevat metaboolset võimekust, mida need bakterid on võimelised arendama. Need tulemused võivad mängida otsustavat rolli kliimamuutuste mõju mõistmisel mere ökosüsteemidele. Ookeanide hapnikusisalduse vähenemisega võib SRB tähtsus orgaanilise aine lagundamisel veelgi suureneda.

See uurimus ei anna mitte ainult uusi teadmisi süsiniku tsüklit toetavatest bioloogilistest protsessidest, vaid avab ka perspektiive tulevasteks uuringuteks, mille eesmärk on mõista mikroobide metabolismi geneetilisel tasandil. Desulfobacteraceae ei ole mitte ainult fookuses kui süsiniku lagunemise võtmetegurid, vaid demonstreerivad muljetavaldavalt ka mikroobide elu plastilisust ja kohanemisvõimet keerulistes ökosüsteemides.

Põhjalikud uuringud Desulfobacteraceae leviku, metaboolsete protsesside ja ökoloogilise tähtsuse kohta aitavad süvendada meie arusaamist süsiniku dünaamikast ja nende vastasmõjust ookeanikeemiaga. Sellest uuringust saadud arusaamadel võib olla kaugeleulatuv mõju mere mikroobide ökoloogia ja ülemaailmse süsinikutsükli mõistmisele.

uol.de teatab, et… ja PMC selgitab põhilisi geneetilisi aspekte ... ja sigmaearth laiendab konteksti SRB rolli kohta ...