바다에서 새로운 새로운 방식의 산소 생산

심해의 일부 미생물은 지금까지 알려지지 않은 방식으로 산소를 생성합니다. 에너지를 생성하기 위해 고세균종 'Nitrosopumilus maritimus'는 산소가 있는 상태에서 암모니아를 질산염으로 산화시킵니다. 그러나 연구자들이 빛이나 산소 없이 밀폐된 용기에 미생물을 봉인했을 때, 그들은 여전히 ​​O를 생성할 수 있었습니다.₂ 암모니아를 아질산염으로 산화시키는 데 사용.  

바다는 대기의 산소 수준을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 약 70%의 산소 대기에서 해양 식물에 의해 생성되며 열대 우림은 지구 산소의 약 28/2(XNUMX%)을 차지하고 나머지 XNUMX%는 지구의 산소는 다른 출처에서 나옵니다. 바다는 해양 식물(식물성 플랑크톤, 다시마, 조류 플랑크톤)의 광합성을 통해 산소를 생성합니다.  

그러나 바다에는 광합성과는 다른 과정을 통해 햇빛이 없는 어둠 속에서 산소를 생산하는 몇 종의 미생물 군이 있습니다. 니트로소푸밀루스 마리티무스 이제 이 능력을 기반으로 이 소수의 미생물 그룹에 합류했습니다.  

고세균(또는 고세균)은 구조상 박테리아와 유사한 단세포 미생물입니다(따라서 고세균과 박테리아는 모두 원핵생물입니다). 그러나 진화론적으로 박테리아 및 박테리아와는 다릅니다. 진핵 생물, 따라서 살아있는 유기체의 세 번째 그룹을 형성합니다. Archaea가 살고 있는 곳 환경 산소가 적고 절대 혐기성 생물입니다(즉, 정상적인 대기 산소 수준에서 생존할 수 없음을 의미). 예를 들어, 호염성 생물은 극도로 염도가 높은 환경에 살고, 메탄 생성 물질은 메탄을 생성하고, 호열성 생물은 극도로 뜨거운 환경에 삽니다.  

해양 미생물 플랑크톤의 약 30%는 암모니아 산화 고세균(AOA)으로 구성되며, 이는 아질산염 산화 박테리아(NOB)와 함께 해양의 주요 무기 질소 공급원을 제공하고 해양 질소 순환에서 중요한 역할을 합니다.  

이 두 고세균, 즉 AOA와 NOB는 분자 산소에 의존하는 것으로 알려져 있습니다(O₂) 암모니아를 아질산염으로 산화.  

NH₃ + 1.5 O₂ → 아니오₂^- + H₂O + H⁺  

그러나 이러한 고세균은 산소 수준이 매우 낮거나 심지어 감지할 수 없는 무산소 해양 환경에서 풍부하게 발견됩니다. 이것은 특히 그들이 알려진 혐기성 대사가 없다는 사실을 고려할 때 매우 놀라운 일입니다. 그들의 에너지 대사에는 산소가 필요하지만 산소를 감지할 수 없는 환경에서 발견됩니다. 그들은 그걸 어떻게 햇어?  

이를 조사하기 위해, 연구원 고세균의 부화를 수행 니트로소푸밀루스 마리티무스 나노(10^{- 9}) 범위. 그들은 산소가 고갈된 후 고세균이 무산소 조건에서 소량의 산소를 생산할 수 있음을 발견했습니다. 그들은 O를 생산했다₂ 암모니아 자체의 산화와 동시에 아질산염을 아산화질소(N₂O) 및 이질소(N₂). 

이 연구는 혐기성 암모니아 산화의 경로를 보여주었습니다.₂ 생산 니트로소푸밀루스 마리티무스 산소가 고갈된 해양 환경에서는 암모니아를 질산염으로 산화시켜 에너지를 생성할 수 있습니다. 또한 N의 새로운 경로를 발견했습니다.₂ 깊은 생산 바다 환경을 제공합니다. 

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출처 :  

1. 크래프트 B., 외 2022. 암모니아 산화 고세균에 의한 산소 및 질소 생산. 과학. 6년 2022월 375일. Vol 6576, Issue 97 pp. 100-XNUMX. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abe6733 

2. Martens-Habbena W., and Qin W., 2022. 산소가 없는 고고학적 질산화. 과학. 6년 2022월 375일. Vol 6576, Issue 27 pp. 28-XNUMX. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abn0373 

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