Studie zeigt Stoffwechselkapazitäten von Mikroorganismen in Ferromanganknollensedimenten

Jul 27, 2023

22. August 2023

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von Li Yuan, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Ferromanganknollenhaltige Tiefseesedimente weisen einzigartige Bedingungen auf, die durch eine hohe Eisenkonzentration und einen geringen Gehalt an abbaubaren Nährstoffen gekennzeichnet sind und eine Herausforderung für das Überleben und Wachstum der meisten Mikroorganismen darstellen.

Kürzlich hat ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Sha Zhongli vom Institut für Ozeanologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (IOCAS) die Anpassungsfähigkeit von Mikroorganismen untersucht, die in metallreichen Ferromanganknollensedimenten leben. Die Studie wurde am 25. Juli in Microbiome veröffentlicht.

Die Forscher entdeckten umfangreiche Redundanzen zwischen den Taxa für die Wege der Metallresistenz und -umwandlung, die äußerst unterschiedlichen Mechanismen, die Mikroben zur Nahrungsbeschaffung nutzen, und ihre Beteiligung an verschiedenen Elementkreisläufen in diesen einzigartigen Umgebungen.

Insbesondere in diesen metallreichen Sedimentumgebungen haben heterotrophe und chemolithoautotrophe Mikroorganismen Resistenzmechanismen gegen Schwermetalle entwickelt, darunter Metallausfluss (Mn, Cu, As und Pb) und Adsorptionsaufnahme (Fe, Cu, Zn, Pb und Hg). und Metallbiotransformation durch enzymatisches Redox (Mn, Fe, Cu, As, Cr und Hg).

„Die Nutzung anorganischer Nährstoffe durch Redoxreaktionen (anstelle des organischen Nährstoffstoffwechsels) ist eine wichtige adaptive Strategie, die Mikroorganismen nutzen, um ihr Überleben in den Ferromanganknollensedimenten zu unterstützen“, sagte Assoc. Prof. Zhang Decao, Erstautor der Studie.

„Unsere Arbeit ist die erste, die die Stoffwechselkapazitäten von Mikroorganismen in Ferromanganknollensedimenten umfassend untersucht“, sagte Prof. Sha, korrespondierender Autor der Studie. „Die Untersuchung zentraler Stoffwechselgene liefert den ersten Beweis für die Rolle dieser unterschiedlichen Mikroben im Metall-, Stickstoff- und Schwefelkreislauf.“

Mehr Informationen: Dechao Zhang et al., Mikrobengetriebener Elementarkreislauf ermöglicht mikrobielle Anpassung an Tiefsee-Ferrromanganknollen-Sedimentfelder, Microbiome (2023). DOI: 10.1186/s40168-023-01601-2

Zeitschrifteninformationen:Mikrobiom

Zur Verfügung gestellt von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften