La fijación de dinitrógeno por una bacteria metanogénica termófila

Área de la Ciencia:

• Microbiología Microbiología.
• La bioquímica es la bioquímica.
• Biología evolutiva Biología evolutiva.

Sus antecedentes:

• Las bacterias metanogénicas suelen utilizar el amonio (NH + 4) para el nitrógeno.
• Estudios anteriores sugirieron la fijación de nitrógeno en cultivos de metanógeno impuro, pero carecían de pruebas concluyentes.
• La enzima nitrogenasa, responsable de la fijación del nitrógeno, no se conocía previamente en las Archaea.

Objetivo del estudio:

• Para investigar las capacidades de fijación de nitrógeno de Methanococcus thermolithotrophicus.
• Determinar si M. thermolithotrophicus puede utilizar el nitrógeno atmosférico (N2) como su única fuente de nitrógeno.
• Para caracterizar las propiedades de la enzima nitrogenasa en este organismo.

Principales métodos:

• Cultivo de M. thermolithotrophicus en un medio libre de nitrógeno.
• Monitoreo de los rendimientos de crecimiento y transferencias en condiciones de N2 suplementado versus N2 empobrecido.
• Evaluación de la actividad de la nitrogenasa a través de ensayos de reducción de acetileno.

Principales resultados:

• M. thermolithotrophicus demostró un crecimiento robusto con N2 como la única fuente de nitrógeno, superando a los cultivos de control con NH+4.4 limitado.
• Los rendimientos de crecimiento fueron aproximadamente un tercio más bajos con N2 en comparación con NH + 4, lo que indica importantes necesidades de energía para la reducción de N2.
• La reducción del acetileno al etileno confirmó la función activa de la enzima nitrogenasa en las células N2 cultivadas.
• La nitrogenasa del organismo se mantuvo activa a altas temperaturas (64°C).

Conclusiones:

• M. thermolithotrophicus es una arqueobacterium fijador de nitrógeno, expandiendo la diversidad conocida de este proceso metabólico.
• El descubrimiento tiene implicaciones significativas para comprender la evolución de la nitrogenasa y el metabolismo microbiano.
• La actividad a altas temperaturas sugiere una enzima nitrogenasa novedosa y estable al calor.