La lignina desbloquea los sumideros de carbono sigilosos en las filtraciones frías a través del mantenimiento...

Área de la Ciencia:

• Microbiología marina
• Biogeoquímica
• Ecología de las profundidades marinas

Sus antecedentes:

• Las filtraciones frías son vitales para el ciclo del carbono marino, procesando el metano y la materia orgánica.
• La lignina terrestre es una fuente significativa de carbono en los sedimentos de filtración fría, pero su descomposición microbiana se entiende mal.
• La comprensión del metabolismo de la lignina es clave para evaluar la rotación de carbono en aguas profundas.

Objetivo del estudio:

• Investigar la distribución de la lignina y el metabolismo microbiano en los sedimentos de penetración fría de aguas profundas.
• Identificar las comunidades microbianas y las vías metabólicas implicadas en la degradación de la lignina.
• Evaluar la prevalencia mundial y las estrategias enzimáticas únicas de los descomponedores de lignina que se filtran en frío.

Principales métodos:

• Análisis de la distribución de la lignina a través de las capas de sedimento en la filtración fría de Haima.
• Culturas de enriquecimiento de laboratorio que utilizan lignina como única fuente de carbono.
• Análisis multiómico (genómica, transcriptómica) de las comunidades microbianas y sus actividades metabólicas.
• Encuestas filogenéticas a través de múltiples sistemas de filtración fría.

Principales resultados:

• El enriquecimiento de lignina reestructuró las comunidades microbianas, favoreciendo a Burkholderiales, Pseudomonadales y Rhizobiales.
• Se identificó una vía metabólica de dos niveles: la despolimerización enzimática de la lignina (peroxidasas tipo DyP, LigEFG) y la subsiguiente descomposición de los intermedios aromáticos (vías de la protocatequato-dioxigenasa).
• Si bien no se observó la metanogénesis directa, se indicó el potencial metilotrófico, y los descomponedores de lignina exhiben globalmente repertorios enzimáticos distintos.

Conclusiones:

• La degradación microbiana en aguas profundas del carbono orgánico terrestre puede subestimarse.
• Los microbios de filtración en frío utilizan estrategias enzimáticas únicas para la descomposición de la lignina, que difieren de los sistemas terrestres.
• La descomposición de la lignina contribuye a los depósitos de gases de efecto invernadero mediante la preparación de precursores metanogénicos, vinculando el ciclo del carbono refractario a la producción de metano.