Ученые обнаружили недостающие звенья в биологии формирования облаков над океанами

Исследователи из Университета Джорджии, статья которых опубликована в журнале Nature, идентифицировали ключевые этапы биохимического пути и ответственные за него гены, которые контролируют, как бактерии выделяют серосодержащее соединение метантиол (MeSH) в морскую микробную пищевую сеть. Это открывает новые возможности для оценки потенциала манипулирования серным циклом океана с целью смягчения глобального потепления.

Данное исследование проясняет давнюю загадку о том, как серные соединения, производимые бактериопланктоном при потреблении разлагающихся водорослей, распределяются по двум путям. Один ведет к образованию диметилсульфида (DMS), который попадает в атмосферу и способствует формированию облаков, охлаждающих планету. Другой путь направляет серу через метантиол (MeSH) в океаническую пищевую сеть. Ранее механизмы этого "выбора" были неизвестны.

"С нашим возросшим пониманием серного цикла в океане, — отметил соавтор работы Уильям (Барни) Уитмен, — мы теперь лучше можем оценить влияние изменения климата на этот процесс и потенциал для его управления, что предлагалось как способ смягчения глобального потепления". Ученые не только выявили этапы пути и гены, но и обнаружили, что этот путь широко распространен не только среди морского бактериопланктона, но и в неморских средах, включая почвы и даже организм человека.

Исследование, поддержанное Национальным научным фондом (NSF) и Фондом Гордона и Бетти Мур, стало продолжением работ, начатых более десяти лет назад. Используя масс-спектрометрию высокого разрешения, команда идентифицировала два ранее неизвестных промежуточных соединения в цепочке превращений от DMSP к MeSH. Неожиданностью стало участие в этом процессе крупной молекулы КоА (Кофермента А), важной для метаболизма. Анализ геномных баз данных показал, что гены пути MeSH могут присутствовать у 61% бактериопланктона поверхностных вод океана, в то время как гены пути DMS — менее чем у 5%.