Tajna uloga bakterija koje reduciraju sulfate u očuvanju mora!

Tajna uloga bakterija koje reduciraju sulfate u očuvanju mora!

Nova studija objavljena u časopisu Science Advances ispituje kritičnu ulogu bakterija koje reduciraju sulfat (SRB) u razgradnji organske tvari u morskom dnu. Istraživački rad proveli su dr. Lars Wöhlbrand i prof. dr. Ralf Rabus sa Sveučilišta Oldenburg pod vodstvom. Ovi mikrobi, posebice obitelj Desulfobacteraceae, aktivni su u zonama bez kisika na Zemlji i značajno doprinose proizvodnji ugljičnog dioksida (CO2).

Desulfobacteraceae imaju modularni metabolizam koji im omogućuje korištenje raznih organskih molekula. U studiji je uzgojeno i opsežno testirano šest različitih sojeva ovih bakterija. Mikrobi su dobili 35 različitih namirnica i ispitani pod 80 specifičnih uvjeta. Rezultati pokazuju da različite vrste metabolizma koriste slične molekularne alate za razgradnju. Ovo objašnjava globalno rasprostranjenu i fleksibilnu prirodu Desulfobacteraceae.

Uloga bakterija u ciklusu ugljika

Procjenjuje se da bakterije koje reduciraju sulfat čine više od polovice razgradnje organskog materijala u obalnim vodama i pojasnim područjima. Njihova aktivnost dovodi do stvaranja sumporovodika i crnog željeznog sulfida u sedimentu. Unatoč njihovoj važnosti, uloga Desulfobacteraceae u ciklusu ugljika često se podcjenjuje. Genetski markeri određenih ključnih modula otkriveni su u uzorcima sedimenata dobivenih iz različitih morskih staništa.

Jedan posebno značajan soj, Desulfococcus multivorans, ima potpuni genom koji se sastoji od jednog, kružnog kromosoma od 4,455,399 parova baza. Veličina se kreće od drugih SRB-a kao što je Desulfotalea psychrophila do Desulfobacterium autotrophicum HRM2. Genomska analiza identificirala je ne samo gene za tRNA i rRNA, već i brojne gene povezane s ekonomskom raznolikošću i prilagodljivošću ovih bakterija.

Metabolička fleksibilnost

Studija naglašava da SRB mogu pretvoriti ne samo sulfat, već i razne organske spojeve koje je teško razgraditi. Metabolička rekonstrukcija D. multivorans pokazuje da su te bakterije sposobne razgraditi aromatske i alifatske supstrate, koji se oksidiraju u CO2 Wood-Ljungdahlovim putem. Oni koriste različite enzime koji su potrebni za β-oksidaciju i adaptivno reagiraju na kisikov stres.

Raznolikost enzima i visoka pokrivenost analizama proteoma ukazuju na snažan metabolički kapacitet koji ove bakterije mogu razviti. Ovi rezultati mogu igrati ključnu ulogu u razumijevanju utjecaja klimatskih promjena na morske ekosustave. Sa smanjenjem razine kisika u oceanima, važnost SRB-a u razgradnji organske tvari mogla bi se dodatno povećati.

Ovo istraživanje ne samo da pruža nove uvide u biološke procese koji podržavaju kruženje ugljika, već također otvara perspektive za buduće studije koje nastoje razumjeti mikrobni metabolizam na genetskoj razini. Desulfobacteraceae nisu samo u fokusu kao ključni čimbenici u razgradnji ugljika, već također impresivno pokazuju plastičnost i prilagodljivost života mikroba u složenim ekosustavima.

Sveobuhvatne studije o distribuciji, metaboličkim procesima i ekološkom značaju Desulfobacteraceae doprinose produbljivanju našeg razumijevanja dinamike ugljika i njihove interakcije s kemijom oceana. Uvidi dobiveni ovom studijom mogli bi imati dalekosežne implikacije za razumijevanje ekologije morskih mikroba i globalnog ciklusa ugljika.

uol.de javlja da... i PMC objašnjava osnovne genetske aspekte... i sigmaearth proširuje kontekst o ulozi SRB-a...