De geheime rol van sulfaatreducerende bacteriën bij het behoud van de zee!

De geheime rol van sulfaatreducerende bacteriën bij het behoud van de zee!

Een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances onderzoekt de cruciale rol van sulfaatreducerende bacteriën (SRB) bij de afbraak van organisch materiaal op de zeebodem. Het onderzoekswerk werd uitgevoerd door Dr. Lars Wöhlbrand en Prof. Dr. Ralf Rabus van de Universiteit van Oldenburg onder leiding. Deze microben, met name de familie Desulfobacteraceae, zijn actief in zuurstofvrije zones van de aarde en dragen aanzienlijk bij aan de productie van kooldioxide (CO2).

De Desulfobacteraceae hebben een modulair metabolisme waardoor ze een verscheidenheid aan organische moleculen kunnen gebruiken. In het onderzoek werden zes verschillende stammen van deze bacterie gekweekt en uitgebreid getest. De microben kregen 35 verschillende voedingsmiddelen en werden onder 80 specifieke omstandigheden onderzocht. De resultaten laten zien dat de verschillende soorten metabolisme vergelijkbare moleculaire hulpmiddelen voor afbraak gebruiken. Dit verklaart het wereldwijd verspreide en flexibele karakter van Desulfobacteraceae.

Rol van bacteriën in de koolstofcyclus

Er wordt geschat dat sulfaatreducerende bacteriën verantwoordelijk zijn voor meer dan de helft van de afbraak van organisch materiaal in kustwateren en berggebieden. Hun activiteit leidt tot de vorming van waterstofsulfide en zwart ijzersulfide in het sediment. Ondanks hun belang wordt de rol van Desulfobacteraceae in de koolstofcyclus vaak onderschat. De genetische markers van bepaalde sleutelmodules zijn gedetecteerd in sedimentmonsters verkregen uit verschillende mariene habitats.

Eén bijzonder opmerkelijke stam, Desulfococcus multivorans, heeft een compleet genoom dat bestaat uit een enkel, circulair chromosoom van 4.455.399 basenparen. Deze varieert in omvang van andere SRB's zoals Desulfotalea psychrophila tot Desulfobacterium autotroficum HRM2. De genomische analyse heeft niet alleen genen voor tRNA en rRNA geïdentificeerd, maar ook talrijke genen die verband houden met de economische diversiteit en het aanpassingsvermogen van deze bacteriën.

Metabolische flexibiliteit

De studie benadrukt dat SRB's niet alleen sulfaat kunnen omzetten, maar ook een verscheidenheid aan organische verbindingen die moeilijk afbreekbaar zijn. Metabolische reconstructie van D. multivorans laat zien dat deze bacteriën in staat zijn aromatische en alifatische substraten af ​​te breken, die via de Wood-Ljungdahl-route worden geoxideerd tot CO2. Ze gebruiken een verscheidenheid aan enzymen die nodig zijn voor β-oxidatie en reageren adaptief op zuurstofstress.

De diversiteit aan enzymen en de hoge dekking van de proteoomanalyses duiden op een robuust metabolisch vermogen dat deze bacteriën kunnen ontwikkelen. Deze resultaten kunnen een cruciale rol spelen bij het begrijpen van de gevolgen van klimaatverandering op mariene ecosystemen. Met afnemende zuurstofniveaus in de oceanen zou het belang van SRB bij de afbraak van organisch materiaal verder kunnen toenemen.

Dit onderzoek biedt niet alleen nieuwe inzichten in de biologische processen die de koolstofcyclus ondersteunen, maar opent ook perspectieven voor toekomstige studies die het microbiële metabolisme op genetisch niveau proberen te begrijpen. De Desulfobacteraceae staan ​​niet alleen in de kijker als sleutelfactoren bij de afbraak van koolstof, maar demonstreren ook op indrukwekkende wijze de plasticiteit en het aanpassingsvermogen van het microbiële leven in complexe ecosystemen.

De uitgebreide onderzoeken naar de verspreiding, metabolische processen en ecologische betekenis van Desulfobacteraceae dragen bij aan het verdiepen van ons begrip van de koolstofdynamiek en hun interacties met de oceaanchemie. De inzichten uit deze studie kunnen verreikende implicaties hebben voor het begrijpen van de mariene microbiële ecologie en de mondiale koolstofcyclus.

uol.de meldt dat… En PMC legt fundamentele genetische aspecten uit... En Sigmaearth breidt de context uit over de rol van SRB...