Nowa teoria: jak etanofilne archeony zmieniają metabolizm bez tlenu w głębinach oceanicznych

WarsawPod powierzchnią oceanu występują naturalne źródła uwalniające alkanes, substancje mogące zanieczyszczać i przyczyniać się do globalnego ocieplenia. W tych rejonach żyją jednak specjalne mikroorganizmy działające jak filtry. Pochłaniają one alkanes, zapobiegając ich przedostawaniu się do atmosfery i wody. Etylen jest drugim najczęstszym alkane występującym tutaj. Nowe badania z Instytutu Maxa Plancka ds. Mikrobiologii Morskiej dostarczają nam nowego spojrzenia na to, w jaki sposób te maleńkie organizmy przetwarzają etylen, co zmienia nasze wcześniejsze poglądy na temat przebiegu reakcji chemicznych w warunkach beztlenowych.

Badacze odkryli nowy sposób, w jaki niektóre mikroorganizmy rozkładają etan. Wcześniej sądzono, że do przekształcania alkanów w dwutlenek węgla mikroby wykorzystują białko o nazwie ferredoksyna do przenoszenia elektronów. Jednak analizy DNA ujawniły, że archeony zdolne do metabolizowania etanu nie mają niezbędnych enzymów do tradycyjnego procesu. Zamiast tego korzystają z innej metody, w której kluczową rolę odgrywa cząsteczka nazwana F420.

Badanie prezentuje kilka kluczowych wniosków.

• Nowa ścieżka enzymatyczna: Enzymy biorące udział w utlenianiu etanu zawierają dodatkową podjednostkę białkową, co umożliwia wykorzystanie F₄₂₀ jako akceptora elektronów.
• Przebudowa metaboliczna: To odkrycie pokazuje elastyczność metaboliczną, która obala dotychczasowe dogmaty dotyczące beztlenowego metabolizmu.
• Transfer elektronów między mikroorganizmami: Proces ten prawdopodobnie obejmuje transfer elektronów między mikroorganizmami, z redukcją siarczanów jako wspólną zasadą w tych konsorcjach.

Zobacz również:

Dzisiaj · 04:07

Naukowiec odkrywa tajemnicę sygnału "zebra" z pulsara w Mgławicy Krab

Te odkrycia są kluczowe. Mikroorganizmy wykorzystują F420, aby prawdopodobnie uczynić swoje procesy oddychania komórkowego bardziej efektywnymi, co pozwala im odgrywać rolę w cyklu węglowym. Ta adaptacja może dawać im przewagę ewolucyjną, umożliwiając przetrwanie w ubogich w składniki odżywcze obszarach wokół głębokomorskich wycieków alkanowych.

Mikroorganizmy są niezwykle złożone i wszechstronne, ponieważ istniały na Ziemi od miliardów lat. Badanie tych drobnoustrojów jest kluczowe nie tylko dla zrozumienia cyklu węglowego, ale także ze względu na ich potencjalne zastosowania w biotechnologii i zarządzaniu środowiskiem. Badania pokazują, że poleganie wyłącznie na organizmach modelowych może ograniczać naszą wiedzę, podczas gdy eksperymenty mogą ujawniać zaskakujące i istotne szczegóły o funkcjonowaniu mikrobów.