• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Tajemniczy mikrob może odgrywać ważną rolę w ekologii oceanu

    16.11.2008. 16:40
    opublikowane przez:

    Niezwykły drobnoustrój odkryty na otwartym oceanie może zmusić naukowców do ponownego przemyślenia cyklu węgla i azotu w ekosystemie oceanu. Zespół badawczy prowadzony przez Jonathana Zehr'a, profesora nauk oceanu w Uniwersytecie Kalifornii, Santa Cruz, scharakteryzował nowego mikroba przez analizowanie jego materiału genetycznego, chociaż naukowcy nie byli w stanie wyhodować go w laboratorium.

    Zehr powiedział, że niedawno opisany organizm wydaje się być nietypowym członkiem cyjanobacteria, grupy fotosyntetycznych bakterii dawniej znanych jako algi morskie. W przeciwieństwie do wszystkich innych znanych cyjanobakterii, temu organizmowi brakuje kilku genów potrzebnych do procesu, w którym rośliny używają energii świetlnej do syntezy cukrów z dwutlenku węgla i wody (fotosyntezy). Jednak tajemniczy mikrob może zrobić coś bardzo ważnego: dostarcza naturalny nawóz do oceanów przez "modyfikowanie" azotu atmosferycznego do formy użytecznej przez inne organizmy.

    "Dla tego, że ma taki nietypowy metabolizm jest bardzo ekscytujący," powiedział Zehr. "Próbujemy zrozumieć jak coś podobnego do tego może żyć i urosnąć z tyloma brakującymi częściami."

    Wcześniejsze badanie przez grupę Zehr'sa ujawniło zaskakująco wiele oryginalnych metod modyfikacji azotu. Chociaż 80 procent atmosfery Ziemi jest azotem, większość organizmów nie może go jednak użyć, dopóki nie zostanie "naprawiony" do innych elementów, takich jak amoniak czy azotan. Ponieważ azot jest istotny dla wszystkich form życia, fiksacja azotu jest głównym czynnikiem kontrolującym ogólnie biologiczną produktywność w oceanach.

    Nowy mikrob jest jednym z najbardziej obfitych modyfikantów azotu w wielu częściach oceanu, powiedział Zehr. Nowa technologia uporządkowania DNA dostarczona przez 454 Life Sciences, umożliwia szybkie uporządkowanie genów organizmu. Wyniki badań pokazały, że nie posiada on całego zbioru genów potrzebnych dla fotosystemu II i modyfikacji węgla, istotnych części mechanizmu, który przeprowadza fotosyntezę w roślinach i cyjanobakteriach.

    "Ma on wiele implikacji", "musi posiadać inny 'styl życia' który bardzo się różni od innych cyjanobakterii. Ekologicznie jest bardzo ważne móc zrozumieć jego rolę w ekosystemie, oraz to jaki ma to wpływa na bilans węgla i azotu w oceanie."

    Podczas fotosyntezy, fotosystem II generuje tlen przez rozszczepianie molekuły wody. Ponieważ tlen hamuje fiksację (modyfikację) azotu, najwięcej przemian związanych z azotem zachodzi nocą, bądź w wyspecjalizowanych komórkach. Brak fotosystemu II umożliwia nowemu mikrobowi przemianę azotu podczas dnia, powiedział Zehr.

    Ale bez fotosyntezy, bakteria nie może wiązać dwutlenku węgla z atmosfery i przerabiać go na cukry, innymi słowy nie może się odżywiać. Więc to nie jest jasne, jak nowo odkryta bakteria potrafi nakarmić samą siebie. Albo posiada ona jakąś inną drogę jedzenia organicznej materii w swoim środowisku lub żyje w zamkniętym towarzystwie z innymi organizmami, które dostarczają mu jedzenia, powiedział Zehr.

    "To dawałoby doskonałą symbiozę, ponieważ mógłby dostarczać związków azotu swojemu gospodarzowi i żyć z metabolitów (cukrów, pożywienia) dostarczanych przez gospodarza".

    Zespół Zehr's był w stanie uzyskać głównie czystą próbkę tej unikalnej cyjanobakterii poprzez "flow cytometer" -- urządzenie, które bardzo szybko segreguje poszczególne komórki, bazując na ich rozmiarze i kolorze. Strumień cytometru może wziąć "zupę komórek" z próbki pobranej z oceanu i sklasyfikować każdą komórkę (oddzielając każdy nowy organizm do nowego pojemnika). Komórki , które stanowią dość mały procent oryginalnej próbki, mogą zostać skoncentrowane do prawie czystych poziomów używających strumienia cytometru.

    Zespół zebrał DNA i zsekwencjonował go używając "Genom Sequencer FLX". Uporządkowanie genów potwierdziło dotychczasowe spekulacje na temat mikroba.
    Fotosystem II jest dużym kompleksem wielokrotnych białek i molekuł chlorofilu, jednak zespół był niezdolny znaleźć którykolwiek ze składników fotosystemu II.

    Zehr planuje kontynuować swoje badania nad nowym mikrobem i wypełnić luki w istniejącej już wiedzy. Aktualne wysiłki są na drodze sporządzania mapy obecności mikroba w oceanach (oraz jego zagęszczenia). Zespół jest również bardzo zainteresowany jak bardzo różni się metabolizm badanego organizmu od pozostałych cyjanobakterii. Jeżeli uda się wyhodować bakterię w laboratorium, może to być sposób na wykorzystanie tego niezwykłego metabolizmu w biotechnologii lub innych dziedzinach.

    sciencedaily
    Wszelkie sugestie proszę kierować na PW.
    Dziękuję za uwagę i pozdrawiam.
    Interpretacja i tłumaczenie wyłącznie na potrzeby servis.pl
    Marcin

    Czy wiesz że...? (wersja beta)

    Dodano: 16.11.2008. 16:40  


    Najnowsze