人工電子受容体は,アルカイアルメタン酸化と硫酸還元を分離する
Silvan Scheller1, Hang Yu1, Grayson L Chadwick1
1Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA.
アナエロビックメタノトロフィックアーカイア (ANME) は,人工酸化剤を用いて硫酸縮小細菌 (SRB) のパートナーなしでメタンを酸化することができる. これは,種間細胞外電子伝達が海洋環境におけるメタンの酸化の鍵であることを示唆しています.
科学分野:
- 微生物生態学
- 生地化学
- 海洋科学
背景:
- 硫酸塩によるメタンの酸化は 地球規模の炭素循環において 重要な微生物のプロセスです
- 海洋メタンの浸透は,無酸素メタノトロフィックアーカイア (ANME) と硫酸縮小細菌 (SRB) のコンソーシアムをホストします.
- ANME と SRB の間の共生関係と代謝依存性はよく理解されていません.
研究 の 目的:
- 深海の堆積物におけるANMEとSRBの代謝依存性を調査する.
- アナーロビックメタンの酸化における代替電子移転メカニズムを探求する.
- シントロフィックメカニズムとして 種間細胞外電子移転の仮説を検証する
主な方法:
- メタンの酸化を定量化するために使用した速度測定.
- 代謝活動を追跡するために単細胞の安定性同位体探査を用いた.
- 溶性人工酸化物質を導入し,ANMEとSRBを分離する.
主要な成果:
- ANMEは,SRBとは独立した人工酸化剤を使用してメタンを酸化する能力を実証しました.
- メタンの高酸化率は,硫酸塩なしでANMEによって維持されました.
- ANMEとSRBの代謝分離は,人工的酸化剤を用いて達成された.
結論:
- 代替酸化剤がある場合,ANMEはSRBパートナーと一緒にまたはそれなしでメタンの酸化を行うことができます.
- この発見は,種間細胞外電子移転がシントロフィックメタンの酸化の主なメカニズムであるという仮説を裏付けている.
- この研究は海洋環境における 炭素循環を駆動する 培養されていない共生関係について 新たな洞察をもたらします
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