La actividad de una sola célula revela transferencia directa de electrones en consorcios metanotróficos

Área de la Ciencia:

• Microbiología
• Biogeoquímica
• La biofísica

Sus antecedentes:

• Los conjuntos multicelulares microbianos facilitan el acoplamiento metabólico para reacciones desafiantes.
• Las arqueas oxidantes de metano y los consorcios de bacterias reductoras de sulfato son clave en la oxidación anaeróbica del metano.
• Los mecanismos de acoplamiento metabólico en estos consorcios siguen siendo poco conocidos.

Objetivo del estudio:

• Investigar la influencia del posicionamiento espacial en la actividad biosintética en consorcios microbianos no cultivados que oxidan el metano.
• Elucidar las interacciones metabólicas y los mecanismos de acoplamiento entre las arqueas sintróficas y las bacterias.
• Para desafiar los modelos convencionales de la sintrofia.

Principales métodos:

• Mediciones de la incorporación de isótopos estables en células arqueas y bacterianas individuales.
• Análisis del posicionamiento espacial entre especies y las actividades celulares.
• Análisis genómico para la detección de citocromos multi-hemáticos y la coloración de la matriz.

Principales resultados:

• Las actividades celulares eran independientes de la mezcla de especies y la distancia.
• Un modelo de conductividad eléctrica explica mejor los datos empíricos.
• Se encontraron pruebas de transferencia directa de electrones a través de citocromos multi-hemos y actividad redox de la matriz.

Conclusiones:

• El acoplamiento sintrófico en estos consorcios microbianos ocurre a través de la transferencia directa de electrones entre especies (DIET).
• Esto desafía el paradigma de la sintrofia que se basa únicamente en el intercambio molecular intermedio.
• DIET ofrece una nueva perspectiva sobre las interacciones microbianas en el ciclo del metano y otros procesos biogeoquímicos.