_ Înțelegerea ciclului nutrienților dintre alge și bacterii ar putea duce la creșterea producției de biocombustibili

Interacțiunile dintre alge și bacterii sunt esențiale pentru productivitatea primară a oceanelor și apelor de suprafață ale Pământului. Bacteriile pot crește productivitatea algelor producând factori cheie, cum ar fi vitamine, molecule de chelare a fierului și hormoni de creștere. În plus, bacteriile remineralizează materia organică - un proces care asigură un aport constant de nutrienți algelor. Cu toate acestea, nu se cunosc multe despre acest proces.

Acum, un studiu detaliază absorbția materiei organice din alge și remineralizarea de către 15 co-culturi bacteriene și încorporarea ulterioară a nutrienților rezultați de către algele Phaeodactylum tricornutum, o diatomee. . Lucrarea este publicată în revista Nature Communications.

Deși algele sunt o parte esențială a productivității primare în locuri precum oceanul, detaliile despre relațiile lor cu bacteriile lipsesc. Acest studiu cuantifică absorbția bacteriană a nutrienților derivați din alge și încorporarea ulterioară a carbonului și azotului remineralizat de către alge. Cercetătorii au identificat, de asemenea, trei categorii separate de interacțiuni metabolice care deschid porțile pentru cercetări viitoare în acest domeniu, inclusiv studii ecologice, ajutând la reducerea decalajului dintre ceea ce se știe și ce nu se știe despre interacțiunile dintre bacterii și alge.

Aceste constatări ale cercetării oferă detalii importante pentru potențiala îmbunătățire a biomasei algelor pentru producția de biocombustibili și, în general, pentru înțelegerea ciclurilor elementare la scară largă.

Remineralizarea materiei organice de către bacterii este vitală pentru creșterea algelor, dar nu este foarte mult. cunoscut despre proces. Astfel, identificarea bacteriilor care pot furniza algelor mai mulți nutrienți remineralizați nu este posibilă în prezent. Acest studiu, pentru prima dată, cuantifică atât încorporarea de către bacterii a carbonului organic dizolvat și a azotului din alge, cât și procesul invers, în care nutrienții remineralizați sunt ulterior încorporați de alge.

Au fost cultivate 15 coculturi bacteriene. alături de diatomee Phaeodactylum tricornutum, iar mișcarea carbonului și azotului dintre celule a fost urmărită și analizată utilizând urmărirea izotopică la nivel de celulă unică și spectrometria de masă cu ioni secundari la scară nanometrică. Date suplimentare de metabolomică și proteomică au fost obținute de la Environmental Molecular Sciences Laboratory (EMSL), o facilitate pentru utilizatorii Biroului de Știință al Departamentului de Energie (DOE) din Pacific Northwest National Laboratory.

În mod neașteptat, echipa multi-instituțională a identificat variabilitatea între tulpini și chiar între celule în încorporarea netă a carbonului și azotului, utilizare și remineralizare. Folosind datele rezultate, echipa a identificat trei categorii, sau bresle, de interacțiuni metabolice: remineralizatori de macromolecule, utilizatori de macromolecule și utilizatori de molecule mici. Aceste bresle nu au fost legate de filogenie și nici nu au putut fi elucidate exclusiv din capacitatea metabolică prezisă.

Această lucrare oferă o piatră cheie în înțelegerea relațiilor bacteriene-alge și subliniază necesitatea unor cercetări suplimentare, inclusiv studii ecologice. a interacțiunilor metabolice microbiene.

(Fluierul)