Skrivna vloga bakterij, ki reducirajo sulfat, pri ohranjanju morja!

Skrivna vloga bakterij, ki reducirajo sulfat, pri ohranjanju morja!

Nova študija, objavljena v reviji Science Advances, preučuje kritično vlogo bakterij, ki reducirajo sulfat (SRB), pri razgradnji organske snovi v morskem dnu. Raziskovalno delo sta izvedla dr. Lars Wöhlbrand in prof. dr. Ralf Rabus z Univerze v Oldenburgu pod vodstvom. Ti mikrobi, zlasti družina Desulfobacteraceae, so aktivni v območjih brez kisika na Zemlji in pomembno prispevajo k proizvodnji ogljikovega dioksida (CO2).

Desulfobacteraceae imajo modularni metabolizem, ki jim omogoča uporabo različnih organskih molekul. V študiji je bilo kultiviranih in obsežno testiranih šest različnih sevov teh bakterij. Mikrobom so dali 35 različnih živil in jih pregledali pod 80 posebnimi pogoji. Rezultati kažejo, da različne vrste metabolizma uporabljajo podobna molekularna orodja za razgradnjo. To pojasnjuje globalno razširjeno in prilagodljivo naravo Desulfobacteraceae.

Vloga bakterij v kroženju ogljika

Ocenjuje se, da bakterije, ki reducirajo sulfate, predstavljajo več kot polovico razgradnje organskega materiala v obalnih vodah in območjih polic. Njihova aktivnost povzroči nastanek vodikovega sulfida in črnega železovega sulfida v usedlini. Kljub njihovemu pomenu je vloga Desulfobacteraceae v ogljikovem ciklu pogosto podcenjena. Genetski označevalci določenih ključnih modulov so bili odkriti v vzorcih usedlin, pridobljenih iz različnih morskih habitatov.

Eden posebej opaznih sevov, Desulfococcus multivorans, ima popoln genom, sestavljen iz enega samega krožnega kromosoma s 4.455.399 baznimi pari. To sega v velikosti od drugih SRB, kot je Desulfotalea psychrophila do Desulfobacterium autotrophicum HRM2. Genomska analiza ni identificirala le genov za tRNA in rRNA, ampak tudi številne gene, povezane z ekonomsko raznolikostjo in prilagodljivostjo teh bakterij.

Presnovna fleksibilnost

Študija poudarja, da lahko SRB pretvorijo ne le sulfat, ampak tudi različne organske spojine, ki jih je težko razgraditi. Presnovna rekonstrukcija D. multivorans kaže, da so te bakterije sposobne razgraditi aromatske in alifatske substrate, ki se oksidirajo v CO2 po Wood-Ljungdahlovi poti. Uporabljajo različne encime, ki so potrebni za β-oksidacijo in se prilagajajo kisikovemu stresu.

Raznolikost encimov in visoka pokritost analiz proteoma kažeta na močno presnovno zmogljivost, ki jo te bakterije lahko razvijejo. Ti rezultati lahko igrajo ključno vlogo pri razumevanju vplivov podnebnih sprememb na morske ekosisteme. Z zmanjševanjem ravni kisika v oceanih bi se lahko pomen SRB pri razgradnji organskih snovi še povečal.

Ta raziskava ne zagotavlja le novih vpogledov v biološke procese, ki podpirajo kroženje ogljika, ampak tudi odpira perspektive za prihodnje študije, ki si prizadevajo razumeti presnovo mikrobov na genetski ravni. Desulfobacteraceae niso le v središču pozornosti kot ključni dejavniki pri razgradnji ogljika, ampak tudi impresivno dokazujejo plastičnost in prilagodljivost življenja mikrobov v kompleksnih ekosistemih.

Obsežne študije o porazdelitvi, presnovnih procesih in ekološkem pomenu Desulfobacteraceae prispevajo k poglabljanju našega razumevanja dinamike ogljika in njihove interakcije s kemijo oceanov. Spoznanja, pridobljena s to študijo, bi lahko imela daljnosežne posledice za razumevanje morske mikrobne ekologije in globalnega cikla ogljika.

uol.de poroča, da ... in PMC pojasnjuje osnovne genetske vidike ... in sigmaearth razširja kontekst o vlogi SRB...