Бактерия с «горячей койкой» перерабатывает железо для ускорения метаболизма океана

Морская бактерия Crocosphaera watsonii, запускающая пищевую сеть океана, выживает в условиях дефицита железа, используя биохимический трюк: она перерабатывает этот элемент. Днём железо используется в ферментах для фотосинтеза и производства углеводов, а ночью, по-видимому, повторно используется в других ферментах для производства органического азота для белков. Об этом сообщили учёные из Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI) и Массачусетского технологического института (MIT) 10 января в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Эта способность экономить дефицитное железо имеет ключевое значение для продуктивности океана. Crocosphaera — один из немногих морских микробов, способных фиксировать атмосферный азот, выступая удобрением для морских растений. Продуктивность океана ограничена азотом, а его фиксация, в свою очередь, ограничена скудными запасами железа для необходимых ферментов. Новая стратегия, которую учёные называют «горячей койкой», позволяет организму выживать примерно на 40% меньше железа, чем ему бы потребовалось иначе, и процветать в бедных железом водах.

«У них немного двойной образ жизни доктора Джекила и мистера Хайда: фотосинтез днём и фиксация азота ночью», — сказал biogeochemist WHOI и ведущий автор статьи Майкл Сайто. Учёные применили метод протеомики и масс-спектрометрию, чтобы измерить набор железосодержащих белков в тёмный и светлый период. Ферменты, фиксирующие азот, в основном отсутствовали днём и присутствовали ночью, а фотосинтетические ферменты, содержащие железо, уменьшались в тёмные периоды и появлялись в светлые. Моделирование MIT показало, что эта способность позволяет Crocosphaera заселять регионы океана с низким содержанием железа и поддерживать большее количество морской жизни выше по пищевой цепи.