Oxidación anaeróbica de etano por arqueas de una filtración de hidrocarburos marinos

Área de la Ciencia:

• Microbiología y geoquímica
• Metabolismo de los alcanos anaeróbicos
• Arqueas y ecología microbiana

Sus antecedentes:

• El etano, un componente importante del gas natural, es químicamente estable y su consumo biológico en condiciones anóxicas fue previamente inferido pero no comprendido.
• Los datos geoquímicos de las filtraciones de hidrocarburos marinos y los estudios sobre la reducción del sulfato dependiente del etano sugirieron la oxidación biológica del etano, pero los organismos y mecanismos responsables seguían siendo escurridizos.
• Existía una brecha de conocimiento significativa con respecto a los microorganismos capaces de oxidar alcanos en la serie homóloga (CnH2n+2) sin oxígeno.

Objetivo del estudio:

• Identificar los microorganismos responsables de la oxidación del etano en condiciones anóxicas.
• Para aclarar las vías bioquímicas implicadas en el consumo de etano biológico.
• Investigar el papel ecológico de las arqueas oxidantes de etano en entornos marinos.

Principales métodos:

• Culturas específicas de enriquecimiento a largo plazo para aislar microorganismos oxidantes de etano.
• Análisis de fluorescencia basados en filogenia, proteogenómica y estudios de metabolitos para la caracterización.
• Análisis de coculturas microbianas, incluidas las arqueas dominantes y las bacterias reductoras de sulfatos asociadas.

Principales resultados:

• Aislamiento y caracterización de un nuevo arqueón, "Candidatus Argoarchaeum ethanivorans", capaz de una oxidación completa del etano junto con la reducción del sulfato.
• Identificación de genes de la metil-coenzima M reductasa y detección de sus subunidades en extractos de proteínas, indicando la formación de etilo-coenzima M (etil-CoM) como paso inicial.
• El análisis proteogenómico sugirió la vía oxidativa de Wood-Ljungdahl para la oxidación del acetil-CoA intermedio a CO2.

Conclusiones:

• El estudio identifica el primer arqueón, Ca. Argoarchaeum ethanivorans, que inicia la oxidación del etano a través de la formación de etilo-CoM, análogo a la activación del butano.
• Este descubrimiento llena una brecha crítica en la comprensión de la oxidación microbiana de los alcanos sin oxígeno.
• Los marcadores genéticos y funcionales encontrados en las filtraciones de gas de aguas profundas sugieren que las arqueas formadoras de etil-CoM están muy extendidas en estos ecosistemas.