Новый протеомный метод измеряет потребление углерода морскими микробами
Исследователи из Университета штата Орегон успешно испытали новый метод для определения потребления углерода конкретными таксонами морского бактериопланктона. Метод, описанный в журнале mSystems, использует протеомику для прямого наблюдения за метаболическими процессами в микробных сообществах.
Суть метода
Метод, названный протеомным стабильно-изотопным зондированием (proteomic-SIP), позволяет отследить процесс усвоения углерода на трёх уровнях: количество используемого субстрата, конкретные микроорганизмы-потребители и то, как они используют его для синтеза новых белков.
Учёные протестировали метод на восьми образцах морской воды из залива Монтерей (Калифорния) и Ньюпорта (Орегон). В образцы добавили растворённые свободные аминокислоты (DFAA), обогащённые изотопом углерод-13. С помощью масс-спектрометрии высокого разрешения они извлекли и проанализировали белки через 15 и 32 часа. Данные обработали специальным программным обеспечением.
Результаты
Анализ выявил различные метаболические паттерны у разных таксонов:
- Rhodobacterales показали высокий уровень вновь синтезированных пептидов, обогащённых углеродом-13.
- Flavobacteriales и сообщества SAR11 продемонстрировали значительно меньшее обогащение.
Значение и перспективы
Морской бактериопланктон перерабатывает половину органического углерода, фиксируемого фитопланктоном. Связь конкретных таксонов с метаболическими функциями оставалась открытым вопросом десятилетиями. Ключевое преимущество proteomic-SIP — прямое измерение включения субстрата в белки, что даёт более точную картину по сравнению с предыдущими методами (метагеномика, FISH).
Хотя в данном эксперименте метод применялся для изучения усвоения аминокислот, его можно адаптировать и для других субстратов: глюкозы, липидов и цельных белков. Это позволит моделировать более реалистичные условия морской среды.