Sulfātus reducējošo baktēriju slepenā loma jūras saglabāšanā!

Sulfātus reducējošo baktēriju slepenā loma jūras saglabāšanā!

Jauns pētījums, kas publicēts žurnālā Science Advances, pēta sulfātus reducējošo baktēriju (SRB) kritisko lomu organisko vielu sadalīšanā jūras dibenā. Pētniecisko darbu veica Dr. Lars Wöhlbrand un Prof. Dr. Ralf Rabus no Oldenburgas Universitātes, kuru vadīja. Šie mikrobi, jo īpaši Desulfobacteraceae dzimta, ir aktīvi bezskābekļa zonās uz Zemes un ievērojami veicina oglekļa dioksīda (CO2) veidošanos.

Desulfobacteraceae ir modulāra vielmaiņa, kas ļauj tām izmantot dažādas organiskās molekulas. Pētījumā tika kultivēti un plaši pārbaudīti seši dažādi šo baktēriju celmi. Mikrobiem tika doti 35 dažādi ēdieni, un tie tika pārbaudīti 80 īpašos apstākļos. Rezultāti liecina, ka dažādi vielmaiņas veidi degradācijai izmanto līdzīgus molekulārus instrumentus. Tas izskaidro Desulfobacteraceae globāli izplatīto un elastīgo raksturu.

Baktēriju loma oglekļa ciklā

Tiek lēsts, ka piekrastes ūdeņos un šelfa zonās vairāk nekā pusi no organisko materiālu noārdīšanās izraisa sulfātus reducējošās baktērijas. To darbība noved pie sērūdeņraža un melnā dzelzs sulfīda veidošanās nogulumos. Neskatoties uz to nozīmi, Desulfobacteraceae loma oglekļa ciklā bieži tiek novērtēta par zemu. Atsevišķu galveno moduļu ģenētiskie marķieri ir konstatēti nogulumu paraugos, kas iegūti no dažādiem jūras biotopiem.

Vienam īpaši ievērojamam celmam, Desulfococcus multivorans, ir pilnīgs genoms, kas sastāv no vienas apļveida hromosomas ar 4 455 399 bāzes pāriem. Tā lielums svārstās no citiem SRB, piemēram, Desulfotalea psychrophila līdz Desulfobacterium autotrophicum HRM2. Genomiskā analīze ir identificējusi ne tikai tRNS un rRNS gēnus, bet arī daudzus gēnus, kas saistīti ar šo baktēriju ekonomisko daudzveidību un pielāgošanās spēju.

Metabolisma elastība

Pētījumā uzsvērts, ka SRB var pārveidot ne tikai sulfātu, bet arī dažādus organiskos savienojumus, kurus ir grūti noārdīties. D. multivorans vielmaiņas rekonstrukcija liecina, ka šīs baktērijas spēj noārdīt aromātiskos un alifātiskos substrātus, kas tiek oksidēti līdz CO2, izmantojot Wood-Ljungdahl ceļu. Tie izmanto dažādus enzīmus, kas nepieciešami β-oksidācijai, un adaptīvi reaģē uz skābekļa stresu.

Fermentu daudzveidība un augstais proteomu analīžu pārklājums liecina par spēcīgu vielmaiņas spēju, ko šīs baktērijas spēj attīstīt. Šiem rezultātiem var būt izšķiroša nozīme, lai izprastu klimata pārmaiņu ietekmi uz jūras ekosistēmām. Samazinoties skābekļa līmenim okeānos, SRB nozīme organisko vielu sadalīšanā varētu vēl vairāk palielināties.

Šis pētījums ne tikai sniedz jaunu ieskatu bioloģiskajos procesos, kas atbalsta oglekļa ciklu, bet arī paver perspektīvas turpmākiem pētījumiem, kuru mērķis ir izprast mikrobu metabolismu ģenētiskā līmenī. Desulfobacteraceae ir ne tikai uzmanības centrā kā galvenie oglekļa degradācijas faktori, bet arī iespaidīgi demonstrē mikrobu dzīves plastiskumu un pielāgošanās spējas sarežģītās ekosistēmās.

Visaptverošie pētījumi par Desulfobacteraceae izplatību, vielmaiņas procesiem un ekoloģisko nozīmi palīdz padziļināt mūsu izpratni par oglekļa dinamiku un to mijiedarbību ar okeāna ķīmiju. Šajā pētījumā gūtajām atziņām varētu būt tālejoša ietekme uz jūras mikrobu ekoloģijas un globālā oglekļa cikla izpratni.

uol.de ziņo, ka… un PMC izskaidro pamata ģenētiskos aspektus... un sigmaearth paplašina kontekstu par SRB lomu...