Den hemmelige rollen til sulfatreduserende bakterier i marin bevaring!

Den hemmelige rollen til sulfatreduserende bakterier i marin bevaring!

En ny studie publisert i tidsskriftet Science Advances undersøker den kritiske rollen til sulfatreduserende bakterier (SRB) i nedbrytningen av organisk materiale i havbunnen. Forskningsarbeidet ble utført av Dr. Lars Wöhlbrand og Prof. Dr. Ralf Rabus fra Universitetet i Oldenburg ledet. Disse mikrobene, spesielt Desulfobacteraceae-familien, er aktive i oksygenfrie soner på jorden og bidrar betydelig til produksjonen av karbondioksid (CO2).

Desulfobacteraceae har en modulær metabolisme som gjør at de kan bruke en rekke organiske molekyler. I studien ble seks forskjellige stammer av disse bakteriene dyrket og grundig testet. Mikrobene ble gitt 35 forskjellige matvarer og undersøkt under 80 spesifikke forhold. Resultatene viser at de ulike typene metabolisme bruker lignende molekylære verktøy for nedbrytning. Dette forklarer den globalt distribuerte og fleksible naturen til Desulfobacteraceae.

Bakteriers rolle i karbonkretsløpet

Det er anslått at sulfatreduserende bakterier står for mer enn halvparten av nedbrytningen av organisk materiale i kystvann og sokkelområder. Deres aktivitet fører til dannelse av hydrogensulfid og svart jernsulfid i sedimentet. Til tross for deres betydning, er rollen til Desulfobacteraceae i karbonsyklusen ofte undervurdert. De genetiske markørene til visse nøkkelmoduler er påvist i sedimentprøver hentet fra ulike marine habitater.

En spesielt bemerkelsesverdig stamme, Desulfococcus multivorans, har et komplett genom som består av et enkelt, sirkulært kromosom på 4.455.399 basepar. Dette varierer i størrelse fra andre SRB-er som Desulfotalea psychrophila til Desulfobacterium autotrophicum HRM2. Den genomiske analysen har identifisert ikke bare gener for tRNA og rRNA, men også mange gener assosiert med det økonomiske mangfoldet og tilpasningsevnen til disse bakteriene.

Metabolsk fleksibilitet

Studien fremhever at SRB kan omdanne ikke bare sulfat, men også en rekke organiske forbindelser som er vanskelige å bryte ned. Metabolsk rekonstruksjon av D. multivorans viser at disse bakteriene er i stand til å bryte ned aromatiske og alifatiske substrater, som oksideres til CO2 via Wood-Ljungdahl-veien. De bruker en rekke enzymer som er nødvendige for β-oksidasjon og reagerer adaptivt på oksygenstress.

Mangfoldet av enzymer og den høye dekningen av proteomanalysene indikerer en robust metabolsk kapasitet som disse bakteriene er i stand til å utvikle. Disse resultatene kan spille en avgjørende rolle for å forstå virkningene av klimaendringer på marine økosystemer. Med synkende oksygennivå i havene, kan betydningen av SRB for å bryte ned organisk materiale øke ytterligere.

Denne forskningen gir ikke bare ny innsikt i de biologiske prosessene som støtter karbonsyklus, men åpner også perspektiver for fremtidige studier som søker å forstå mikrobiell metabolisme på genetisk nivå. Desulfobacteraceae er ikke bare i fokus som nøkkelfaktorer i karbonnedbrytning, men demonstrerer også på imponerende vis plastisiteten og tilpasningsevnen til mikrobielt liv i komplekse økosystemer.

De omfattende studiene av distribusjon, metabolske prosesser og økologisk betydning av Desulfobacteraceae bidrar til å utdype vår forståelse av karbondinamikk og deres interaksjoner med havkjemi. Innsikten fra denne studien kan ha vidtrekkende implikasjoner for forståelsen av marin mikrobiell økologi og den globale karbonsyklusen.

uol.de rapporterer at... og PMC forklarer grunnleggende genetiske aspekter... og sigmaearth utvider konteksten om rollen til SRB...