Puede que te gusten o no, pero casi todos los conocen: las algas pardas como Fucus vesiculosus, comúnmente conocidas como vejiga natatoria, crecen a lo largo de toda la costa alemana. Las algas gigantes como Macrocystis o Sargassum crecen juntas a lo largo de las costas pero también pueden formarseagregados flotantes que pueden cubrir el Atlántico de oeste a este. Algunos ecologistas ven este ecosistema tan productivo como una contraparte marina de los bosques lluviosos en tierra. En estos bosques de algas, se almacenan grandes cantidades de dióxido de carbono, lo que los convierte en una parte importante del mundo.Ciclo del carbono.
Andreas Sichert, del Instituto Max Planck de Microbiología Marina, dedicó su doctorado a la pregunta de cómo las algas pardas pueden ser un sumidero de carbono tan bueno: "Los componentes principales de la biomasa de algas son sus paredes celulares, una estrecha red de proteínas y larga ...azúcares encadenados. Cuando las algas mueren, en realidad tenemos poca pista sobre el destino de la biomasa de algas en el océano, por ejemplo, qué compuestos se degradan rápida o lentamente ".
Firme y flexible
La costa atlántica no es un hábitat acogedor. Las mareas, el viento y las olas exigen adaptaciones especiales de los habitantes de este ambiente hostil. Las algas pardas desarrollaron una estructura especial de la pared celular, haciéndolas firmes y flexibles, y permitiendo que la planta resista con éxitocorrientes y olas pesadas. Un componente importante de las paredes celulares es el polisacárido fucoidan, un azúcar de cadena larga que representa alrededor de un cuarto de la masa seca de algas. Probablemente, el fucoidan puede regular el contenido de agua de la pared celular que protege las algas pardas del secado.fuera con marea baja.
Científicos del grupo de investigación Marine Glycobiology del Instituto Max Planck de Microbiología Marina y el MARUM, Centro de Ciencias Ambientales Marinas de la Universidad de Bremen analizaron qué papel desempeña este azúcar en el largo proceso de degradación de las algas pardas.En el estudio, cooperaron con colegas del Instituto de Tecnología de Massachusetts, de la Universidad de Greifswald y de la Universidad de Viena. "Ya se sabía que las comunidades microbianas hidrolizan el fucoidan más lentamente que otros polisacáridos de algas y, por lo tanto, el fucoidan podría actuar como sumidero de carbono", dice.Andreas Sichert, del Instituto Max Planck de Microbiología Marina, primer autor del estudio, publicado en la revista científica. Microbiología de la naturaleza en mayo de 2020. "Por lo general, los polisacáridos son una fuente de energía favorita para las bacterias, pero la razón por la cual el fucoidan debe ser apenas digerible no está claro".
Solo los especialistas degradan este azúcar
Hasta ahora, las vías de degradación del fucoidan eran solo parcialmente conocidas, pero era evidente que involucraban un número sustancial de enzimas distribuidas dentro de una comunidad microbiana o alojadas dentro de bacterias individuales altamente especializadas. Los científicos de Bremen examinaron la última teoría yanalizó las bacterias recientemente aisladas del género Lentimonas, pertenecientes al filo Verrucomicrobia. Incluso el aislamiento de estas bacterias Lentimonas fue un desafío. "Al principio de más de mil colonias, al final solo una pudo degradar el fucoidan", recuerda Christopher H. Corzettdel Instituto de Tecnología de Massachusetts, primer autor del estudio junto a Andreas Sichert.
"Podríamos demostrar que Lentimonas adquirió una maquinaria notablemente compleja para la degradación del fucoidan que usa alrededor de cien enzimas para liberar el azúcar fucosa, una parte del fucoidan", dice Jan-Hendrik Hehemann, líder del grupo de investigación Marine Glycobiology"Esta es probablemente una de las vías de degradación bioquímica más complicadas para el material natural que conocemos". La glucosa se metaboliza a través de un microcompartimento bacteriano, una cubierta proteica que protege la célula del lactaldehído intermedio tóxico ". La necesidad de talLa compleja vía catabólica sustenta la recalcitrancia de los fucoidanos para la mayoría de las bacterias marinas y muestra que solo los organismos altamente especializados en el océano pueden descomponer este azúcar de algas ", dice Hehemann." Esto puede explicar la rotación más lenta de la biomasa de algas en el medio ambiente.y sugiere que los fucoidanos secuestran carbono en el océano "
Potencial para farmacología
Los científicos también están interesados en las enzimas para la degradación del fucoidan porque puede ser una molécula farmacológicamente activa que muestra efectos similares a la heparina en la coagulación de la sangre ". Las enzimas que fragmentan específicamente el fucoidan y, por lo tanto, ayudan a caracterizar su estructura son de gran interés científico porque permiteninvestigadores para comprender los efectos del fucoidan y abrir estos azúcares marinos para aplicaciones biotecnológicas ", dice Thomas Schweder, microbiólogo participante de la Universidad de Greifswald.
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Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Microbiología Marina . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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