硫磷细菌可以从硫磺中获得能量业务领域

2018-05-14

Paracas半岛从研究船的看法。在此之前,血红蛋白在繁殖海域进一步冲刷之前蓬勃发展。 ©MPI f。马林微生物学/ G.Lavik

SUP05细菌经常在真正没有生命基础的地方找到。不来梅的研究人员现在发现他们在那里甚至非常活跃 - 可能对全球氮循环产生影响。细菌随“后备包”而行。此外,研究人员已破译了细菌的基因组。

SUP05细菌人口困惑研究人员。例如,为什么在开放海洋中发现这些微生物?即使这些微生物没有生命的基础? SUP05细菌使用硫化合物硫化氢作为能量来源,而且这种细菌大多只能在海岸附近找到。与GEOMAR协会研究中心754和基尔大学一起,来自不来梅马克斯普朗克海洋微生物学研究所Marcel Kuypers的一组研究人员现在已经找到了一些答案:在与研究船一起旅行的秘鲁海域流星研究人员发现了一个携带其自身硫磺储备的细菌群体的代表。

此外,研究人员成功破译了细菌的整个基因组。微生物已经准收到一张身份证。名称:Thioglobus perditus,类似于“失去的硫球”。“在对基因组进行解码后,我们开发了一个基因测试,现在我们能够精确鉴定这种微生物,”第一作者Cameron Callbeck说。该研究同时从马克斯普朗克研究所迁至瑞士埃瓦格。

硫化物的能量

使用硝酸盐将硫化物转化为硫酸盐,从而获得来自这种化学转化的生命能量。细菌分布于世界各地的海岸上涌地区,硫化氢从海底向上扩散。在那里,硫代血红蛋白代谢产生生态学上重要的服务:该反应不仅将对其他生物有毒的硫化物转化成其毒性较小的元素硫形式,而且还将二氧化碳去除并将硝酸盐转化为非反应性的二氮气。

现在不来梅的研究人员发现,这种细菌不仅在沿海地区活跃。反复地,在没有溶解的硫化物的水域中,还发现SUP05细菌在海上更远。但是如何在这种次优条件下存在生物体呢? “没有人真的知道他们在那里做什么。他们是否活跃起来?“,来自不来梅马克斯普朗克研究所的豪特拉维克,流星之旅的巡航领队。

硫转化

利用纳米级次级离子质谱法,简而言之,NanoSIMS研究人员首次对环境中的单个Thioglobus perditus细菌细胞进行了测量。研究人员因此能够直接了解在环境中个体SUP05细胞中运行的生物化学过程。这些细菌似乎带有一定量的元素硫。他们还拥有必要的细胞机械来转换元素硫。如果海流将硫酸血球从海岸带到公海,那么微生物可能靠这些储备。随着硫磺从水中消失,细菌也消失了。

Bremer Max Planck Institute的共同作者Tim Ferdelman说:“在元素硫上储存和生长的能力使得Thioglobus perditus细胞在远离富含硫化物的沿海水域中保持活性,至少在有限的时间内保持活性。 “作为当前研究的一部分,我们首次确定了SUP05细菌的单个细胞在环境中吸收二氧化碳的速度有多快,并因此在这些水域中生长。这使得他们成为全球碳和氮循环中潜在的有趣角色,“Ferdelman说。

出版物:Cameron M. Callbeck等人,“通过关键硫氧化细菌的海上运输维持的氧最小区域隐蔽硫循环”,Nature Communications,第9卷,货号:1729(2018)doi:10.1038 / s41467-018 -04041-X