Los microorganismos que viven en los sedimentos enterrados debajo del fondo marino obtienen sus nutrientes mediante el uso de enzimas secretadas para degradar los detritos adsorbidos. Un nuevo estudio muestra que para sobrevivir durante largas escalas, los microorganismos se comen unos a otros después de morir.
Los sedimentos que subyacen a los océanos del mundo albergan una gran variedad de comunidades microbianas. Muchos de los organismos en este ambiente frío y anóxico dependen para su supervivencia de la materia orgánica. De hecho, los sedimentos marinos constituyen el mayor depósito de carbono orgánico en la Tierra, yComprender la dinámica de su reciclaje es vital para la evaluación confiable del impacto del calentamiento global. Gran parte del carbono fijo que se encuentra en los sedimentos consiste en proteínas y carbohidratos detríticos. Sin embargo, se sabe poco sobre los grupos microbianos responsables de la descomposición.de compuestos de carbono en el subsuelo. Para ayudar a llenar este vacío en nuestro conocimiento, William Orsi, profesor de Geomicrobiología en el Departamento de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente en Ludwig-Maximilians-Universitaet LMU en Munich, se propuso caracterizar estos grupos mediante el análisis, a nivel genético, las enzimas que secretan a su entorno. Los resultados del estudio ya se han publicado en líneae en la revista Nature Microbiology.
Los microorganismos utilizan enzimas extracelulares para catalizar la degradación química de las sustancias orgánicas que contienen carbono en el medio circundante. Los productos de descomposición resultantes son absorbidos por proteínas de transporte especializadas y sirven como fuentes de energía y bloques de construcción para el crecimiento celular. Todas las enzimas destinadas aLa exportación desde las células contiene una secuencia corta y definida de aminoácidos que sirve como una etiqueta de identificación, que es reconocida por el aparato secretor que les permite acceder al exterior de la célula. Los fragmentos de ARN ambiental recuperados de los sedimentos pueden amplificarse y analizarse en ellaboratorio, permitiendo así las secuencias de estas etiquetas, que codifican información para producir las enzimas en sí mismas ". Mediante un novedoso método bioinformático, buscamos motivos de secuencias de aminoácidos conservados evolutivamente y, por lo tanto, funcionalmente importantes dentro de estas secuencias de reconocimiento. De esta manera, pudimos, por primera vez, no solo utilizar datos genéticos para deducir enzimasfunciones, pero también para identificar específicamente aquellas enzimas que son secretadas por las células que viven en estos sedimentos ", explica Orsi.
Orsi y sus colegas utilizaron datos de secuencia que se habían obtenido en un estudio anterior de ARN ambiental recuperado de un sitio de perforación en aguas profundas frente a las costas de Perú. Los nuevos resultados muestran que bacterias, arqueas y hongos enterrados en los sedimentosen el fondo del mar producen y secretan una constelación única de enzimas. Estos catalizadores son capaces de degradar las biomoléculas asociadas con los depósitos sedimentarios, como carbohidratos, lípidos y proteínas, pero también pueden eliminar nutrientes de las células muertas ".Muchas de las enzimas sintetizadas y secretadas por las células fúngicas atacan específicamente las paredes celulares de las arqueas, mientras que muchas de las enzimas extracelulares liberadas por las bacterias pueden degradar las paredes celulares de los hongos ", dice Orsi." En otras palabras, diferentes clases de microbios aparentemente canibalizan'cadáveres' de los demás ". Presumiblemente, los microorganismos utilizan este 'nigromass' como fuente de carbono y energía, lo que les permite sobrevivir en este anoxi hostilzona c, mucho más allá del alcance de la luz solar.- Los sedimentos más antiguos encontrados en el núcleo de perforación se recuperaron a una profundidad de 159 metros debajo del fondo marino y tienen 2,8 millones de años.
Los investigadores ahora quieren saber cuánto carbono reciclan los distintos grupos de organismos, con el fin de estimar sus contribuciones individuales al ciclo global del carbono. "Nuestros datos podrían incorporarse en modelos biogeoquímicos, lo que mejoraría el poder predictivode tales modelos ", dice Orsi.
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Materiales proporcionado por Ludwig-Maximilians-Universitaet Muenchen LMU . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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