Inadvertidamente se descubrió una fuente inesperada de metano en el medio ambiente.
Las bacterias fijadoras de nitrógeno son el principal medio por el cual el gas nitrógeno en el aire se transforma en una forma que las plantas y los animales pueden usar. Aproximadamente el 10 por ciento de estos microorganismos fijadores de nitrógeno contienen el código genético para fabricar una enzima de respaldo,llamado hierro, hierro, solo, nitrogenasa, para hacer su trabajo.
Investigaciones recientes revelan que esta enzima permite que estos microorganismos conviertan gas nitrógeno en amoníaco y dióxido de carbono en metano al mismo tiempo. El amoníaco es el producto principal; el metano es solo una actividad secundaria.
Esta vía enzimática es una ruta previamente desconocida para la producción biológica natural de metano.
Los hallazgos se informan el 15 de enero Microbiología de la naturaleza . La autora principal es Caroline Harwood, profesora de microbiología Gerald y Lyn Grinstein de la Facultad de medicina de la Universidad de Washington. La autora principal es Yanning Zheng, una estudiante posdoctoral en su laboratorio.
"El metano es un potente gas de efecto invernadero. Por eso es importante tener en cuenta todas sus fuentes", dijo Harwood.
Además de liberarse de los combustibles fósiles, el metano también proviene de la actividad microbiana. En un solo año, los microorganismos, incluidos muchos que viven en el océano y los pantanos en descomposición, forman y consumen al menos mil millones de toneladas de metano.
Las arqueas, formas de vida unicelulares que tienden a gustar de los ambientes hostiles, son los principales generadores de metano. Para lograr esto, utilizan vías químicas complejas, algunas de las cuales ya han sido rastreadas por los científicos.
Además de su importancia ecológica, una mejor comprensión de las diversas formas en que los microorganismos fabrican metano es médicamente importante. La producción de metano puede desempeñar un papel en las interacciones en las comunidades microbianas que habitan en humanos y animales. El metano en el intestino, por ejemplo, es sospechoso decontribuyendo a algunos trastornos digestivos.
Sin embargo, aunque hace varias décadas se identificó la nitrogenasa solo de hierro, los científicos aún no se habían dado cuenta de que algunos microorganismos también podrían utilizarla para la producción de metano.
"Ha sido una enzima descuidada", dijo Zheng.
Su equipo está estudiando una bacteria adaptable que puede adquirir su energía a partir de una variedad de reacciones, Rhodopseudomonas palustris. Aún así, los investigadores no esperaban que el metano que buscaban fuera generado por la nitrógenoasa de hierro solo en este organismo.
"Ahora hay evidencia reciente de que la nitrogenasa de solo hierro es activa en los microbios con más frecuencia y en más condiciones de las que habíamos pensado anteriormente", observó Zheng.
Para asegurarse de que esta vía generadora de metano no fuera exclusiva de Rhodopseudomonas palustris, probaron capacidades similares en otras tres especies bacterianas fijadoras de nitrógeno que tienen nitrogenasa solo de hierro.
También examinaron los datos que mostraron que los genes para la nitrogenasa solo de hierro se detectaron en una serie de microorganismos fisiológicamente diversos que también varían en las condiciones en las que sobreviven.
También aprendieron que la capacidad de Rhodopseudomonas palustris de producir incluso una pequeña cantidad de metano permitió que una bacteria que utiliza metano creciera en el mismo cultivo de laboratorio.
Según los investigadores, es probable que interacciones como estas ocurran en la naturaleza y apoyen las actividades de las bacterias oxidantes de metano. Esta forma de producción de metano podría, por ejemplo, ayudar a dar forma a las interacciones de la comunidad microbiana en los sedimentos marinos, en el suelo, y en microbiomas que viven en humanos y animales.
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Materiales proporcionados por Universidad de Ciencias de la Salud de Washington / Medicina de la Universidad de Washington . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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