Istraživači s Instituta Max Planck za morsku mikrobiologiju i MARUM - Centra za morske znanosti o okolišu, Bremen, otkrili su mikrob koji se hrani etanom u toplim otvorima dubokog mora. Također su uspjeli uzgojiti ovaj mikrob u laboratoriju. Ono što je posebno izvanredno je da je mehanizam kojim razgrađuje etan reverzibilan. U budućnosti bi to moglo omogućiti korištenje ovih mikroba za proizvodnju etana kao izvora energije. Studija je sada objavljena u časopisu mBio.
Za razliku od životinja koje probavljaju samo proteine, ugljikohidrate i masti, mikroorganizmi se hrane i raznim drugim organskim spojevima. Čak ih ni prirodni plin ne zaustavlja. Istraživači iz Bremena sada su u dubokom moru otkrili mikrob koji jede etan, koji je s udjelom do 15% druga najčešća komponenta prirodnog plina.
Život u ekstremu
Istraživačka skupina pod vodstvom Guntera Wegenera s Max Planck instituta za morsku mikrobiologiju, u suradnji s istraživačima s drugih instituta, otkrila je dosad nepoznati mikrob u morskom dnu bazena Guaymas na dubini vode od 2000 metara u Kalifornijski zaljev. "Basen Guaymas prirodni je laboratorij koji vrvi novim vrstama", rekao je Wegener. "Za ovu izuzetnu raznolikost odgovorne su vruće tekućine koje izbijaju iz morskog dna, koje privlače mnoge različite vrste. Već danas smo otkrili mnoge organizme u ovom staništu."
Degradiranje prirodnog plina u timskom radu
Neke komponente prirodnog plina kao što su propan ili butan mogu se razgraditi samo bakterijama. Međutim, da bi se razgradile glavne komponente prirodnog plina - metan i etan - prema sadašnjem stanju istraživanja potrebna su dva različita organizma, koji čine takozvani konzorcij: Archaea, koja razgrađuje prirodni plin, i bakterije, koji spajaju elektrone koji se oslobađaju u tom procesu u sulfat, spoj koji ima u oceanu. Proučavanje biokemijskih procesa u konzorcijima u laboratoriju do sada je bilo iznimno izazovno: ti organizmi rastu vrlo sporo i dijele se samo svakih nekoliko mjeseci. Stoga je uvijek bilo malo raspoložive biomase.
Prvi put u laboratorijskoj kulturi
Ovo je drugačije s proizvođačima etana koji su sada otkriveni: "Ovi konzorciji rastu mnogo brže", izvijestio je Cedric Hahn, doktorand na Max Planck institutu za morsku mikrobiologiju i prvi autor studije. Stanice se udvostručuju svaki tjedan. "Laboratorijske kulture me prilično zaokupljaju. Ali na ovaj način sada imamo dovoljno biomase za opsežne analize. Na primjer, uspjeli smo identificirati ključne međustanične intermedijere u razgradnji etana. Također, u ovoj studiji predstavljamo prvi potpuni genom arheje koje razgrađuju prirodni plin."
Novootkrivena arheja nazvana je Ethanoperedens thermophilum, što znači "žderač etana koji voli toplinu". Njegove partnerske bakterije poznate su iz drugih konzorcija. Katrin Knittel, koja je radila na toj temi od otkrića prvih konzorcija za žvakanje metana, rekla je: "Pronašli smo genske sekvence ovih arheja na mnogim dubokomorskim otvorima. Sada konačno razumijemo njihovu funkciju."
Archaea bi također mogla pretvoriti ugljični dioksid u etan
Istraživači su također otkrili nešto drugo: degradacija etana ovog mikroba je reverzibilna. Dakle, rođaci Ethanoperedensa mogli bi proizvesti etan iz ugljičnog dioksida. Ovo je vrlo zanimljivo za biotehnološke primjene. Wegenerov tim sada traga za takvim organizmima. Osim toga, u suradnji s kolegama nastoje mikrobe koji proizvode metan pretvoriti u proizvođače etana. "Još nismo spremni razumjeti sve korake koji su uključeni u razgradnju etana", rekao je Rafael Laso Pérez, koji je napravio svoju doktorsku tezu o arhejama koje razgrađuju butan. "Trenutno istražujemo kako Ethanoperedens može raditi tako učinkovito. Ako razumijemo njegove trikove, mogli bismo uzgajati nove arheje u laboratoriju koje bi se mogle koristiti za dobivanje resursa koji se trenutno moraju izvući iz prirodnog plina."
Na ovaj način, mikrobi opisani ovdje su značajni za globalni ciklus ugljika i rastuću koncentraciju ugljičnog dioksida u atmosferi na dva načina: s jedne strane, koriste etan u dubokom moru i na taj način sprječavaju da taj plin dospije u atmosfera. S druge strane, mogli bi ponuditi rješenje za industriju za smanjenje emisije ugljika. "Ovo je još daleko", rekao je Wegener. “Ali nastavljamo s našim istraživanjem. Jedno sigurno znamo: ne bismo trebali podcijeniti ni najmanje stanovnike mora!"
