Produkcja energii przez mikroorganizmy głębinowe
Najnowsze badania wykazują istnienie mikroorganizmów zamieszkujących powierzchnię głębokomorską w warunkach ekstremalnych ograniczeń energetycznych. Pozostaje określić, w jaki sposób wytwarza się ATP w takich warunkach, a zwłaszcza, jak dostosowuje się kompleks białka syntazy ATP. Nowe dowody wskazują, że wytwarzana swobodna energia jest znacznie wyższa niż początkowo przewidywana i mało prawdopodobna, aby wywierać nacisk selektywny na mechanizm do syntezy ATP. W ramach finansowanego ze środków unijnych projektu ATP_ADAPT_LOW_ENERGY (Adaptations of the ATP synthesis machinery in bacteria and archaea to conditions of extreme energy limitation in the deep subsurface) zbadano dalsze kroki ograniczające szybkość degradacji materii organicznej w ekstremalnych granicach energetycznych. Ponadto naukowcy chcieli zidentyfikować kluczowe różnice w potencjalnym metabolizowaniu drobnoustrojów w osadach lodowcowych ubogich w energię i bogatych w energię osadach holocenu. Celem było ustalenie, czy różnice te są wynikiem różnic klimatycznych czy reakcji na zmieniające się warunki in situ. Naukowcy przeprowadzili analizę metagenomiczną danych generowanych z osadów, które znajdowały się w odległości 85 metrów poniżej dna morskiego w trakcie programu Środowisko Paleoenologiczne Morza Bałtyckiego. Osady różniły się wiekiem, zawartością węgla organicznego, zasoleniem i innymi parametrami, które odzwierciedlają zmieniające się środowisko bałtyckie od ostatniej epoki lodowcowej i poprzez cały Holocen. Wyniki wykazały obecność mikroorganizmów zdolnych do oszczędzania energii przez fermentację, wytwarzanie octanu i metanu oraz redukującego dehalogenowania. Obecność genów nadających tolerancję na zasolenie zależy od aktualnego zasolenia, co wskazuje na adaptację do zmian geochemicznych. W innej części badania naukowcy zbadali zdolność drobnoustrojów głębinowych do rozkładu biopolimerów na dnie morskim, w tym węglowodanów i białek. Zidentyfikowano geny, które kodują enzymy degradacji polimeru pozakomórkowego, które różniły się jednak między różnymi grupami taksonomicznymi. Pozwoliło to naukowcom zdefiniować drobnoustroje takie jak Calditrichaeota, które rozkładają polimery i inne, które rosną powoli. Podsumowując, wyniki projektu dostarczają podstawowej wiedzy na temat obrotu węgla organicznego w płytkiej podpowierzchni morskiej i jego konsekwencji dla środowiska.
