Исследователи из Университета Восточной Англии обнаружили ключевой ген для синтеза одной из самых распространенных в мире молекул серы.
Диметилсульфониопропионат (ДМСП) является важным питательным веществом в морской среде: более одного миллиарда тонн ежегодно производится морским фитопланктоном (микроскопическими растительноподобными клетками), морскими водорослями и бактериями.
Когда морские микроорганизмы расщепляют ДМСП, они выделяют охлаждающий климат газ под названием диметилсульфид (ДМС), который также придает морскому побережью характерный запах.
Открытие гена (названного DSYB), ответственного за синтез DMSP, опубликованное сегодня в журнале Nature Microbiology, представляет собой огромный шаг вперед в области круговорота серы в морской среде. Это также может позволить ученым лучше прогнозировать влияние изменения климата на производство DMSP.
Команда обнаружила, что этот ген и, следовательно, сам синтез DMSP, вероятно, возник у морских бактерий и позже был передан фитопланктону, который превратился в морскую фабрику по производству этой молекулы.
Ведущий исследователь д-р Джонатан Тодд из Школы биологических наук UEA сказал: «ДМС является очень важным газом. В океанах, морях и на побережьях десятки миллионов тонн его выбрасываются живыми микробами. рядом с планктоном и морскими растениями, включая морские водоросли и некоторые солончаковые травы.
Считается, что DMS влияет на климат, увеличивая количество облачных капель, которые, в свою очередь, уменьшают количество солнечного света, достигающего поверхности океана. Эти же облака жизненно важны для перемещения больших количеств серы из океанов на сушу, что делает производство DMSP и DMS критическим шагом в глобальном круговороте серы.
"Морской фитопланктон производит большую часть глобального DMSP. До сих пор мы не знали ни одного из генов фитопланктона, ответственных за синтез этого очень распространенного морского питательного вещества."
Открытие генов, участвующих в производстве ДМСП в фитопланктоне, а также в бактериях, позволит ученым лучше оценить, какие организмы вырабатывают ДМСП в морской среде, и предсказать, как производство этой важной молекулы может быть затронуто будущие изменения окружающей среды, такие как потепление океанов из-за изменения климата.
Д-р Тодд сказал: «Идентификация генов синтеза DMSP у морских бактерий и фитопланктона позволяет нам впервые оценить, какие организмы производят DMSP в окружающей среде. Это открытие представляет собой огромный шаг вперед в области изучения серы. езда на велосипеде в морской среде."
Д-р Эндрю Керсон, также из Школы биологических наук UEA и один из ведущих исследователей в статье, сказал: «Ген DSYB обнаружен во всех основных группах фитопланктона, которые производят эту важную для окружающей среды молекулу. Кроме того, потому что он участвует в таком критическом этапе пути синтеза, регуляция гена DSYB условиями окружающей среды имеет большое значение для определения того, сколько DMSP в конечном итоге будет произведено».
Аспирант Бет Уильямс, которая также внесла большой вклад в исследование, добавила: «Открытие эволюционной связи между бактериями и фитопланктоном DSYB было одновременно удивительным и интересным, поскольку оно показало, что способность синтезировать ДМСП через этот путь возник у бактерий. Это говорит о том, что бактерии могут играть еще более важную роль в глобальном синтезе ДМСП как в прошлом, так и в наши дни».