Hogyan élnek a termeszek a fa diétáján

Ha csak a fát lehetne bioüzemanyaggá alakítani, akkor nem kellene egymillió évet várni, amíg a fák elásódnak és olajokká válnak. A fa valóban átalakítható hasznos vegyi anyaggá, mert a termeszek mindennap csinálják, évente egymilliárd dolláros kárt okozva az Egyesült Államokban. A fa étrendjével élni azonban kihívást jelent, már csak azért sem, mert a fa olyan kevés nitrogént tartalmaz. Tehát hogyan csinálják a termeszek?

hogyan

A trükk egy ravasz hármas szimbiózisban rejlik - jelentette japán tudósok egy csoportja a Science pénteki számában. A termeszek bélében egy amőba-szerű mikroba él, amelyet protistának hívnak, és minden protiszt belsejében egy homályos baktérium mintegy 10 000 tagja él.

A termeszek bélében lévő mikrobákat nagyon nehéz termeszteni a termesz gazdájukon kívül, ezért a laboratóriumban nem vizsgálhatók. A japán tudósok Yuichi Hongoh és Moriya Ohkuma vezetésével a saitamai RIKEN Advanced Science Institute-ban átvágták ezt a problémát. Kivonták a protista baktériumokat közvetlenül a termeszek béléből, elegendő mennyiséget gyűjtöttek a DNS -ük elemzéséhez, majd dekódolták a baktérium genomjában lévő 1 114 206 egység DNS-t.

Összehasonlítva a baktérium génjeinek DNS-szekvenciáját más, már nyilvános adatbázisokban dekódolt génekkel, a japán csapat képes volt kitalálni, hogy mit csinálnak az egyes gének. Ezután rekonstruálhatta az összes olyan biokémiai reakciót, amelyre a baktérium képes, amint azt a fenti ábra mutatja.

Megállapították, hogy a baktérium biokémiai repertoárjában az a képesség, hogy a nitrogént (az ábrán N2-ként ábrázolva, az ábrán a középponttól jobbra) ammóniummá és hidrogénné alakítják. A nitrogénnel ellentétben, amely nagyon nem reagál, az ammónium könnyen beépül a biokémiai reakciókba.

A baktérium emellett karbamidot is importálhat (a sárga határon látható, 5 órakor), amely protiszt gazdája által termelt hulladék. Mivel a nitrogén megkötéséhez sok energiára van szükség, a baktériumok valószínűleg karbamidot használnak fő nitrogénforrásként, amíg gazdájuk elegendő mennyiséget termel, és a nitrogénre váltanak tartalékként, a japán tudósok szerint.

A bal oldali ábrán látható az az általános folyamat, amelynek során ez a faji trojka fából készült ételt készít: a termesz a fát részecskékre rágja, amelyeket az amőba abszorbeál. Az amőba lebontja a fa cellulózát, és baktériumaiból megkapja a szükséges nitrogént. A nettó eredmény az, hogy a két mikroba emészti a fát cukrokká és a termesz egyéb felhasználási tápanyagává.

Dr. Caroline Harwood, a mikrobák és a bioüzemanyagok szakértője a washingtoni egyetemen, Seattle-ben elmondta, hogy az új kutatás a genomszekvenálás „tour de force” -ja, amely „megoldja a termesz nitrogénjének rejtélyét”. Annak megértése, hogy a termesz bélmikrobái miként emésztik meg a cellulózt, nagy jelentőséggel bír a bioüzemanyagok szempontjából, és elmondta, hogy a japán csoport teljes genom megközelítése elősegítheti ezt a célt.