Ученые нашли необычную молекулу: она позволяет микробам «есть» метан
Благодаря своим парниковым свойствам метан вносит значительный вклад в изменение климата. Он также служит пищей микробам, известным как метанотрофы, которые преобразуют его в углекислый газ и биомассу. Однако ученые не знали деталей столь специфического метаболизма.
Химическая лаборатория Университета Юты разработала новую методику изучения этих микробных сообществ и использовала ее для открытия новой биомолекулы, которая позволяет бактериям, окисляющим метан, получать железо из окружающей среды. Это важно для понимания того, как микроорганизмы секвестрируют метан, не допуская его попадания в атмосферу.
По словам главного исследователя Аарона Пури, доцента кафедры химии и члена Центра изучения клеток и генома имени Генри Айринга, результаты экспериментов, опубликованные в Трудах Национальной академии наук США, также могут быть полезны для использования метанотрофов для преобразования метана в полезные химические вещества и жидкое топливо.
Пури отметил, что его команде удалось выявить ключевую связь между существованием железа на Земле и круговоротом газов в атмосфере. Метан, или CH4, первый в ряду непредельных углеводородов, является основным компонентом природного газа, используемого в качестве топлива. Этот газ также выделяется при разложении органических веществ, в почве, на свалках и в болотах. В краткосрочной перспективе он обладает примерно в 80 раз большей способностью удерживать тепло, чем углекислый газ. К счастью, метан менее стоек и в атмосфере его намного меньше, чем CO2.
Микробы естественным образом разлагают CH4 посредством процесса окисления, в результате которого образуются углекислый газ и органические соединения. Исследование Пури представляет новый инструмент под названием «обратное зондирование стабильных изотопов — метаболомика» (InverSIP), который связывает гены, обнаруженные в микробной ДНК, с малыми молекулами-метаболитами, которые эти гены производят. Используя этот метод, команда Пури обнаружила ранее неизвестную молекулу, связывающую железо. Она вырабатывается бактериями, питающимися метаном. Соединение получило название «метилоцистабактин».
Он действует как «клешня», которая извлекает железо из окружающей среды и делает его доступным для ферментов, окисляющих метан. Но дальше оказалось еще интереснее.
Мы выявили другие бактерии, существующие в том же сообществе, которые не производят эту молекулу, но, по сути, могут использовать молекулу, производимую другими членами сообщества, для собственной выгоды. Это по сути «микрообманщики», поскольку они получают выгоду, не тратя энергию на производство молекулы.Аарон Пури исследователь.исследователь.
В целом это открытие объясняет, как выживают микробы, потребляющие метан, и показывает, как InverSIP может участвовать в биосинтезе других микробных сообществ, важных для климата, экосистем и общественного здоровья.
О неочевидной связи изменения климата и пожарами в Сибири мы рассказали здесь.
