Nieuw onderzoek onthult hoe ethaanverterende archaea bijdragen aan koolstofcyclus in de oceaan

AmsterdamOnder de oceaan stoten natuurlijke bronnen alkanen uit, stoffen die vervuiling kunnen veroorzaken en bijdragen aan de opwarming van de aarde. Maar deze gebieden worden bewoond door speciale micro-organismen die als filters werken. Ze consumeren deze alkanen en voorkomen zo dat ze in de lucht en het water terechtkomen. Ethaan is de op een na meest voorkomende alkane hier. Nieuw onderzoek van het Max Planck Instituut voor Mariene Microbiologie biedt ons meer inzicht in hoe deze kleine organismen ethane verwerken, wat afwijkt van eerdere opvattingen over hoe chemische reacties zonder zuurstof verlopen.

Deze studie heeft een nieuwe manier ontdekt waarop bepaalde micro-organismen ethaan afbreken. Voorheen werd aangenomen dat microben een eiwit genaamd ferredoxine gebruikten om alkanen in koolstofdioxide om te zetten door elektronen over te dragen. Uit DNA-analyse blijkt echter dat de archaea die ethaan kunnen metaboliseren niet de benodigde enzymen hebben voor dit traditionele proces. In plaats daarvan gebruiken ze een andere methode waarbij een molecuul genaamd F420 betrokken is.

Het onderzoek beschrijft verschillende belangrijke bevindingen:

• Nieuwe Enzymatische Route: De enzymen die betrokken zijn bij de oxidatie van ethaan bevatten een extra eiwitsubeenheid, wat het gebruik van F₄₂₀ als elektronacceptor mogelijk maakt.
• Metabole Hernieuwing: Deze ontdekking toont aan dat er een metabole flexibiliteit bestaat die eerdere opvattingen over anaerobe stofwisseling doorbreekt.
• Intermicrobiële Elektronoverdracht: Waarschijnlijk vindt er bij dit proces een overdracht van elektronen tussen microben plaats, waarbij sulfaatreductie een gemeenschappelijk kenmerk is in deze consortia.

Lees ook:

Vandaag · 04:07

Astrofysicus onthult theorie achter mysterieuze 'zebra'-signalen van Crabnevelpulsar

Deze ontdekkingen zijn van belang. De microben gebruiken F420 om hun cellulaire ademhaling mogelijk efficiënter te maken, wat hen helpt een rol te spelen in de koolstofcyclus. Deze aanpassing kan hen een evolutionair voordeel geven waardoor ze kunnen overleven in de voedselarme gebieden rond diepzee-alkaanbronnen.

Microben zijn complex en veelzijdig en hebben al miljarden jaren bestaan op aarde. Het bestuderen van deze micro-organismen is cruciaal voor begrip van de koolstofcyclus, en biedt mogelijkheden voor biotechnologie en milieubeheer. Onderzoek wijst uit dat het gebruik van modelorganismen onze kennis kan beperken, terwijl experimenteel onderzoek onverwachte en cruciale inzichten kan geven in de werking van microben.