単細胞活動は,メタノトロフィックコンソーシアムにおける直接的な電子移転を明らかにする

Shawn E McGlynn¹, Grayson L Chadwick¹, Christopher P Kempes^2,3,4

¹Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, Pasadena, California 91125, USA.

Nature

|September 17, 2015

まとめ

微生物のコンソーシアムは単なる分子交換ではなくシントロフィックカップリングのために直接の電子移転を使用しますこの発見は,メタンを酸化するアルカイアと硫酸を減少させるバクテリアの間の代謝相互作用の伝統的なモデルに挑戦しています.

科学分野:

微生物学
生地化学
バイオ物理学

背景:

微生物の多細胞組成は複雑な反応のための代謝結合を促進します
メタンを酸化するアーケアと硫酸を減少させる細菌のコンソーシアムは,無酸素メタンの酸化において重要な役割を果たします.
これらのコンソーシアムにおける代謝結合のメカニズムは,まだ十分に理解されていません.

研究の目的:

培養されていないメタン酸化微生物のコンソーシアムにおける生物合成活動に対する空間的位置づけの影響を調査する.
シントロフィック・アーカイアとバクテリアの代謝相互作用と結合メカニズムを解明する.
シントロフィーの従来のモデルに挑戦するためです

主な方法:

単一のアーカイアとバクテリアの細胞における安定同位体の組み込み測定.
種間の空間的位置づけと細胞活動の分析
マルチヘム細胞染色体とマトリックス染色体のゲノム解析

主要な成果:

細胞の活動は種間の混ざり合いや距離から独立していた.
電気伝導性のモデルが経験的なデータを最もよく説明しました
マトリックス・レドックス活性による多ヘムサイトクロームによる直接の電子移転の証拠が見つかりました.

結論:

これらの微生物のコンソーシアムにおけるシントロフィックカップリングは,直接の種間電子移転 (DIET) により発生する.
これは分子中間交換のみに依存するシントロフィーのパラダイムに挑戦しています
DIETはメタンの循環やその他の生地化学的プロセスにおける微生物の相互作用について新たな視点を提示します

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