A szulfátredukáló baktériumok titkos szerepe a tengeri természetvédelemben!

A szulfátredukáló baktériumok titkos szerepe a tengeri természetvédelemben!

A Science Advances folyóiratban megjelent új tanulmány a szulfátredukáló baktériumok (SRB) kritikus szerepét vizsgálja a tengerfenékben lévő szerves anyagok lebontásában. A kutatómunkát Dr. Lars Wöhlbrand és Prof. Dr. Ralf Rabus végezte az Oldenburgi Egyetemről. Ezek a mikrobák, különösen a Desulfobacteraceae család, a Föld oxigénmentes zónáiban aktívak, és jelentősen hozzájárulnak a szén-dioxid (CO2) termeléséhez.

A Desulfobacteraceae moduláris anyagcserével rendelkezik, amely lehetővé teszi számukra, hogy különféle szerves molekulákat hasznosítsanak. A vizsgálat során ezeknek a baktériumoknak hat különböző törzsét tenyésztették és alaposan tesztelték. A mikrobák 35 különböző ételt kaptak, és 80 specifikus körülmény között vizsgálták őket. Az eredmények azt mutatják, hogy a különböző típusú metabolizmusok hasonló molekuláris eszközöket használnak a lebontáshoz. Ez magyarázza a Desulfobacteraceae globálisan elterjedt és rugalmas természetét.

A baktériumok szerepe a szénkörforgásban

Becslések szerint a szulfátredukáló baktériumok felelősek a szerves anyagok lebomlásának több mint feléért a part menti vizekben és a talapzati területeken. Tevékenységük hidrogén-szulfid és fekete vas-szulfid képződéséhez vezet az üledékben. Fontosságuk ellenére a Desulfobacteraceae szerepét a szénkörforgásban gyakran alábecsülik. Egyes kulcsmodulok genetikai markereit különböző tengeri élőhelyekről nyert üledékmintákban mutatták ki.

Az egyik különösen figyelemre méltó törzs, a Desulfococcus multivorans egy teljes genommal rendelkezik, amely egyetlen, 4 455 399 bázispárból álló, körkörös kromoszómából áll. Ennek mérete más SRB-ktől, például a Desulfotalea psychrophilától a Desulfobacterium autotrophicum HRM2-ig terjed. A genomiális elemzés nemcsak a tRNS és az rRNS génjeit azonosította, hanem számos olyan gént is, amelyek e baktériumok gazdasági sokféleségéhez és alkalmazkodóképességéhez kapcsolódnak.

Metabolikus rugalmasság

A tanulmány rávilágít arra, hogy az SRB-k nemcsak szulfátot, hanem számos nehezen lebontható szerves vegyületet is képesek átalakítani. A D. multivorans metabolikus rekonstrukciója azt mutatja, hogy ezek a baktériumok képesek lebontani az aromás és alifás szubsztrátokat, amelyek a Wood-Ljungdahl útvonalon keresztül CO2-dá oxidálódnak. Különféle enzimeket használnak, amelyek a β-oxidációhoz szükségesek, és adaptívan reagálnak az oxigénstresszre.

Az enzimek sokfélesége és a proteomanalízisek nagy lefedettsége azt jelzi, hogy ezek a baktériumok képesek kifejlődni az erős metabolikus kapacitásra. Ezek az eredmények döntő szerepet játszhatnak az éghajlatváltozás tengeri ökoszisztémákra gyakorolt ​​hatásainak megértésében. Az óceánok oxigénszintjének csökkenésével az SRB jelentősége a szerves anyagok lebontásában tovább növekedhet.

Ez a kutatás nemcsak új betekintést nyújt a szénciklust támogató biológiai folyamatokba, hanem távlatokat nyit a jövőbeli tanulmányok előtt, amelyek a mikrobiális anyagcserét genetikai szinten kívánják megérteni. A Desulfobacteraceae nemcsak a szénlebontás kulcstényezőiként áll a középpontban, hanem lenyűgözően demonstrálja a mikrobiális élet plaszticitását és alkalmazkodóképességét összetett ökoszisztémákban.

A Desulfobacteraceae elterjedéséről, anyagcsere-folyamatairól és ökológiai jelentőségéről szóló átfogó tanulmányok hozzájárulnak a széndinamika és az óceánok kémiával való kölcsönhatásainak elmélyítéséhez. A tanulmányból nyert betekintések messzemenő következményekkel járhatnak a tengeri mikrobiális ökológia és a globális szénciklus megértésében.

Az uol.de arról számol be, hogy… és A PMC elmagyarázza az alapvető genetikai szempontokat... és A sigmaearth kiterjeszti az SRB szerepének kontextusát...