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FP7

ATP_ADAPT_LOW_ENERGY — Risultato in breve

Project ID: 629413
Finanziato nell'ambito di: FP7-PEOPLE
Paese: Danimarca
Dominio: Ricerca di base, Risorse acquatiche, Ambiente

Produzione di energia da parte dei microrganismi presenti nel mare profondo

Gli scienziati europei hanno studiato le vie metaboliche dei microrganismi che vivono nel fondale del mare profondo. È interessante notare che, in condizioni di energia limitata, i batteri dimostrano una grande variabilità nel turnover di carbonio e in fatto di conservazione dell’energia.
Produzione di energia da parte dei microrganismi presenti nel mare profondo
Gli studi recenti riferiscono l’esistenza di comunità di microorganismi che vivono nel fondale del mare profondo in condizioni di energia estremamente limitata. Resta da determinare il modo in cui l’ATP viene generato in tali condizioni, e in particolare come si adatta il complesso proteico di ATP sintasi. Alcune prove emergenti dimostrano che l’energia libera generata è molto superiore a quanto inizialmente si pensava, e difficilmente mette pressione selettiva sulla sintesi di ATP.

Il progetto ATP_ADAPT_LOW_ENERGY (Adaptations of the ATP synthesis machinery in bacteria and archaea to conditions of extreme energy limitation in the deep subsurface), finanziato dall’UE, ha studiato in modo più approfondito la limitazione nella degradazione della materia organica in presenza di energia estremamente limitata. Inoltre, gli scienziati hanno voluto identificare le differenze chiave nel potenziale metabolismo tra microbi presenti nei sedimenti appartenenti all’era glaciale, con lieve presenza di energia, e sedimenti dell’Olocene ricchi di energia. L’idea era quella di determinare se queste variazioni sono il risultato di differenze climatiche o di una risposta alle mutevoli condizioni in situ.

I ricercatori hanno effettuato un’analisi metagenomica dei dati generati dai sedimenti presenti 85 metri sotto il fondo marino, durante il programma Baltic Sea Paleoenvironment. I sedimenti variavano per età, contenuto di carbonio organico, salinità e altri parametri che riflettono l’evoluzione del contesto del Baltico, dall’ultima era glaciale e durante l’Olocene. I risultati hanno dimostrato la presenza di microrganismi in grado di ottenere una conservazione dell’energia mediante fermentazione, produzione di acetato e metano, e tramite dealogenazione riduttiva. La presenza di geni che conferiscono tolleranza alla salinità dipende dalla salinità presente, il che indica un adattamento ai cambiamenti geochimici.

In un’altra parte dello studio, gli scienziati hanno studiato la capacità dei microrganismi presenti nel mare profondo di degradare biopolimeri abbondanti sul fondale marino, compresi carboidrati e proteine. È stata rilevata la presenza di geni codificanti gli enzimi extracellulari di degradazione dei polimeri, i quali tuttavia variano tra i diversi gruppi tassonomici. Ciò ha permesso agli scienziati di definire microorganismi come i batteri di Calditrichaeota, i quali scompongono i polimeri, e altri batteri a crescita lenta.

Considerati nell’insieme, i risultati del progetto forniscono conoscenze fondamentali sul turnover di carbonio organico nel sottosuolo marino poco profondo e sulle relative conseguenze ambientali.

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Argomenti

Life Sciences

Keywords

Microrganismi presenti nel mare profondo, turnover di carbonio, ATP, ATP_ADAPT_LOW_ENERGY, degradazione, biopolimero