13/03/2014 - Entdeckung eines wichtigen Prozesses in einer Art von Mikroorganismen, die Methan produzieren

Menéame

Eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern, an der sich die Institut für Naturressourcen und Agrobiologie in Salamanca (IRNASA, CSIC-Zentrum) hat einen wichtigen Regulierungsprozess in einer Art von Mikroorganismen entdeckt, die Methan produzieren, der Hauptbestandteil von Erdgas.

Dieser Prozess ist ähnlich dem, der Photosynthese in den Pflanzen aktiviert und findet ihn in Thermische Mikroorganismen ist eine wichtige Veränderung für die Evolutionsbiologie. Deshalb wurde die Arbeit in der renommierten wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (NAS).

Proteine, die als Thioredoxine Sie regulieren die Photosynthese in den Pflanzen, da sie wie ein Sensor wirken, der das Licht von der Dunkelheit unterscheidet. Jetzt, Forscher an zwei Universitäten in den Vereinigten Staaten, Virginia Tech und Universität von Kalifornien in Berkeleyzusammen mit dem IRNASA Sie haben herausgefunden, dass sie auch in einer Art von Archea vorhanden sind, die metanogene Organismen sind, d. h. Methanerzeuger.

Monica BalseraDie Forscherin des IRNASA, die den Artikel unterschrieben hat, erklärt, dass die Bedeutung dieser Studie darin bestehe, " erstmals zu zeigen, dass in den Archeas das System zur Regulierung von Thioredoxinen funktioniert, das in Pflanzen viel studiert worden sei und auch in anderen Organismen, von Bakterien bis hin zu menschlichen Zellen, vorhanden sei," so DiCYT in Erklärungen, da sie als antioxidative Moleküle wirken und die Reduzierung anderer Proteine erleichtern würden.

Insbesondere haben die WissenschaftlerMethanocaldococcus jannaschii, ein Metanogen, das in extremen Umgebungen ohne Sauerstoff, wie hydrothermale Bereiche und Vulkane lebt. In dieser Arche könnten Thioredoxine Proteine reparieren, die durch oxidative Prozesse beschädigt werden, also wären sie sehr wichtig für die Wahrnehmung ihrer Aufgaben. Die Forscher betonen daher, dass "ein biologischer Prozess, der so wichtig ist wie die Methanbildung, von diesem System geregelt wird."

Auswirkungen auf Bioenergie und Medizin

Die Entdeckung ist sehr wichtig, weil Metanogene in vielen biologischen Prozessen, z. B. im Kohlenstoffkreislauf, eine wichtige Rolle spielen. In diesem Prozess wird Biomasse aus toten Pflanzen durch diese Mikroorganismen ohne Sauerstoff in Gas umgewandelt. Dieses Prinzip ermöglicht die Herstellung von Methan aus landwirtschaftlichen, landwirtschaftlichen oder industriellen Abfällen. Obwohl es sich um eine Grundlagenforschung handelt, ist sie direkt mit Erdgas verbunden und hat daher Auswirkungen auf die Bioenergieproduktion. Außerdem ist Methan ein Treibhausgas, so dass alles, was mit seiner Produktion zu tun hat, auch mit dem Klimawandel zu tun hat.

Diese Mikroorganismen sind auch im Verdauungssystem einiger Tiere vorhanden, um zur Verdauung beizutragen. Bei Menschen lokalisieren sie sich im Dickdarm, so dass dieses Wissen, das auf die Medizin angewendet wird, Auswirkungen auf den Bereich der Ernährung haben könnte.

Die Mikroorganismen, in denen die Thioredoxine gefunden wurden, sind sehr wenig entwickelt und sind so alt, dass "man annehmen kann, dass dieser Mechanismus bereits vor der Existenz von Sauerstoff auf der Erde vorhanden war," aber es sind weitere Untersuchungen erforderlich, um die Entwicklung dieses Systems zu bestätigen.

Internationale Zusammenarbeit

Die Geschichte dieser Forschung begann 2007, als Bob Buchanan, Professor an der Universität von Kalifornien in Berkeley, und Monica Balsera arbeiteten zusammen in Deutschland. "Wir begannen, evolutionäre Aspekte von Thioredoxinen zu untersuchen, und durch bioinformatikalische Analysen begannen wir zu sehen, dass einige Bestandteile, die als exklusiv von Pflanzen angesehen wurden, auch in anderen photosynthetischen Organismen, einschließlich der Archea, gefunden wurden," so die Expertin. Die Universität Kiel in Deutschland hat sich ebenfalls an der Forschung beteiligt und sich mit einem Teil der Studie über die Physiologie von Mikroorganismen befasst.

Nach der Veröffentlichung dieser Arbeit bei PNAS versucht das IRNASA, in Zusammenarbeit mit zwei anderen salmantinischen Forschungsgruppen, Rubén Martínez, der Abteilung für Mikrobiologie und Genetik der Universität Salamanca, und José María de Pereda, dem Zentrum für Krebsforschung, jede dieser Komponenten des Thioredoxin-Systems biochemisch und strukturell zu charakterisieren.

Bibliographische Referenz

Dwi Susanti, Joshua H. Wong, William H. Vensel, Usha Loganathan, Rebecca DeSantis, Ruth A. Schmitz, Monica Balsera, Bob B. Buchanan and Biswarup Mukhopadhyay. 'Thioredoxin targets fundamental processes in a methane-producing archaeon, Methanocaldococcus jannaschii'. PNAS, 2014. doi: 10.1073/pnas.1324240111

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INARSA / José Pichel Andrés (DICYT)

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