La Bacteria Thioglobus Perditus Obtiene Energía Del Azufre

La bacteria Thioglobus Perditus obtiene energía del azufre

Vista de la península de Paracas desde el barco de investigación. Aquí Thioglobus perditus prospera antes de ser arrojado al mar abierto. © MPI f. Microbiología de Marin / G. Lavik

Las bacterias SUP05 se encuentran a menudo en lugares donde realmente no hay una base de vida para ellas. Los investigadores de Bremen han descubierto que incluso son bastante activos allí, posiblemente con consecuencias para el ciclo global del nitrógeno. Las bacterias viajan con un “paquete de reserva”. Además, los investigadores han descifrado el genoma de la bacteria.

La población bacteriana SUP05 desconcierta a los investigadores. ¿Por qué, por ejemplo, se encuentran estos microbios en el océano abierto, aunque no haya una base para la vida allí? Las bacterias SUP05 utilizan el compuesto de azufre sulfuro de hidrógeno como fuente de energía, y esto se encuentra principalmente cerca de las costas. Junto con el Centro Colaborativo de Investigación 754 de GEOMAR y la Universidad de Kiel, un grupo de investigadores alrededor de Marcel Kuypers del Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen ha encontrado ahora algunas respuestas: En el mar frente a Perú durante un viaje con el barco de investigación Los investigadores descubrieron Meteor un representante de la población bacteriana que lleva su propia reserva de azufre.

Además, los investigadores lograron descifrar todo el genoma de la bacteria. El microbio ha recibido casi una tarjeta de identificación. Nombre: Thioglobus perditus, análogo a la “bola de azufre perdida”. “Después de la decodificación del genoma, desarrollamos una prueba genética, con la ayuda de la cual ahora podemos identificar este microbio con precisión”, dice Cameron Callbeck, primer autor del estudio, que mientras tanto se ha trasladado del Instituto Max Planck al Swiss Eawag.

Energía de sulfuro

Thioglobus perditus transforma sulfuro en sulfato usando nitrato para respirar, y obtiene la energía para la vida de esta transformación química. Las bacterias se distribuyen en todo el mundo en las regiones costeras de surgencia donde el sulfuro de hidrógeno se difunde hacia arriba desde el fondo marino. Allí, el metabolismo de Thioglobus perditus realiza servicios ecológicamente importantes: la reacción convierte no solo el sulfuro, que es venenoso para otros organismos, en su forma de azufre elemental menos tóxico, sino que también elimina el dióxido de carbono y transforma el nitrato en gas dinitrógeno no reactivo.

Ahora, los investigadores de Bremen han descubierto que la bacteria no solo está activa en las regiones costeras. En repetidas ocasiones, también se han encontrado bacterias SUP05 en el mar, en aguas que no contienen sulfuro disuelto. Pero, ¿cómo puede existir el organismo en condiciones tan subóptimas? “Nadie sabía realmente lo que estaban haciendo allí. ¿Están realmente activos? ”, Pregunta Gaute Lavik del Instituto Max Planck en Bremen, líder del crucero del viaje Meteor.

Transformación de azufre

Con la espectrometría de masas de iones secundarios a nanoescala, en resumen, NanoSIMS, los investigadores han realizado por primera vez mediciones de células individuales de bacterias Thioglobus perditus en el medio ambiente. De esta manera, los investigadores pudieron obtener información directa sobre los procesos bioquímicos que operan en las células SUP05 individuales en el medio ambiente. Estas bacterias parecen llevar un paquete de reserva de azufre elemental. Además poseen la maquinaria celular necesaria para transformar el azufre elemental. Si las corrientes llevan Thioglobus perditus de la costa al mar abierto, el microbio probablemente vive de estas reservas. A medida que el azufre desaparece del agua, las bacterias también desaparecen.

“La capacidad de almacenar y crecer en azufre elemental permite que las células de Thioglobus perditus también permanezcan activas lejos de las aguas costeras ricas en sulfuros, al menos por un tiempo limitado”, dice el coautor Tim Ferdelman del Instituto Bremer Max Planck. “Como parte del estudio actual, hemos determinado por primera vez la rapidez con que las células individuales de las bacterias SUP05 absorben dióxido de carbono en el medio ambiente y, por lo tanto, crecen en estas aguas. Esto los convierte en actores potencialmente interesantes en los ciclos globales del carbono y el nitrógeno ”, dice Ferdelman.

Publicación: Cameron M. Callbeck, et al., “Ciclo críptico del azufre en la zona mínima de oxígeno ‘sostenido por el transporte en alta mar de bacterias oxidantes de azufre clave”, Nature Communications, volumen 9, número de artículo: 1729 (2018) doi: 10.1038 / s41467-018 -04041-x

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