Los microorganismos que viven en los sedimentos enterrados debajo del lecho marino obtienen sus nutrientes mediante el uso de enzimas secretadas para degradar los detritos adsorbidos. Un nuevo estudio muestra que para sobrevivir durante períodos prolongados, los microorganismos se comen unos a otros después de morir.

Los sedimentos que subyacen a los océanos del mundo albergan una diversa gama de comunidades microbianas. Muchos de los organismos en este frío, El medio ambiente anóxico depende para su supervivencia de la materia orgánica. En efecto, Los sedimentos marinos constituyen el mayor depósito de carbono orgánico de la Tierra, y comprender la dinámica de su reciclaje es vital para una evaluación confiable del impacto del calentamiento global. Gran parte del carbono fijo que se encuentra en los sedimentos consiste en proteínas detríticas y carbohidratos. Sin embargo, poco se sabe sobre los grupos microbianos responsables de la descomposición de los 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 Ambientales de LMU, se propuso caracterizar estos grupos analizando, a nivel genético, las enzimas que segregan en su entorno. Los resultados del estudio ahora se han publicado en línea en la revista. Microbiología de la naturaleza .

Los microorganismos utilizan enzimas extracelulares para catalizar la degradación química de orgánicos, Sustancias que contienen carbono en el medio circundante. Los productos de degradación 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 a la exportación de las células contienen un secuencia definida de aminoácidos que sirve como 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 se pueden amplificar y analizar en el laboratorio, permitiendo así las secuencias de estas etiquetas, que codifican información para producir las propias enzimas. "Utilizando un método bioinformático novedoso, buscamos conservados evolutivamente, y, por tanto, funcionalmente importante, motivos de secuencia de aminoácidos dentro de estas secuencias de reconocimiento. De este modo, Somos capaces, por primera vez, no solo para usar datos genéticos para deducir funciones enzimáticas, sino también para identificar específicamente aquellas enzimas que son secretadas por las células que viven en estos sedimentos, "Orsi explica.

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 la costa de Perú. Los nuevos resultados muestran que las bacterias, Las arqueas y los hongos enterrados en los sedimentos del fondo del mar producen y secretan una constelación única de enzimas. Estos catalizadores son capaces de degradar biomoléculas asociadas a los depósitos sedimentarios, como los carbohidratos, lípidos y proteínas, pero también pueden extraer 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, "Orsi dice". En otras palabras, diferentes clases de microbios aparentemente canibalizan los 'cadáveres' de los demás ". los microorganismos utilizan esta 'necromasa' como fuente de carbono y energía, que les permite sobrevivir en esta zona anóxica hostil, mucho más allá del alcance de la luz del sol. Los sedimentos más antiguos encontrados en el núcleo de perforación se recuperaron a una profundidad de 159 metros por debajo del lecho marino y tienen 2,8 millones de años.

Los investigadores ahora quieren saber cuánto carbono reciclan los diversos grupos de organismos, para estimar sus contribuciones individuales al ciclo global del carbono. "Nuestros datos podrían luego incorporarse en modelos biogeoquímicos, que mejoraría el poder predictivo de tales modelos, "Dice Orsi.