Бактериальный путь окисления тиосульфата приводит к образованию серы с нулевой валентностью
Исследовательская группа под руководством профессора Суна Чаомина из Института океанологии Китайской академии наук (IOCAS) подтвердила, что Erythrobacter flavus (E. flavus) 21-3 образует серу с нулевой валентностью (ZVS) в глубоководных холодных сипах при помощи in situ культивирования.
Исследование было опубликовано в mBio 19 июля.
Сера — ключевой элемент, чьи превращения и состояние в окружающей среде критически зависят от микробной активности. В предыдущей работе команда профессора Суна обнаружила, что ZVS является важным промежуточным продуктом серного цикла в глубоководных холодных сипах Южно-Китайского моря. Они описали новый путь образования ZVS, определяемый тиосульфатдегидрогеназой (TsdA) и тиосульфогидролазой (SoxB), которые опосредуют превращение тиосульфата в ZVS у глубоководного штамма E. flavus 21-3.
Однако оставалось неясным, осуществляют ли бактерии in situ тот же метаболизм серы, что и в лабораторных условиях.
Чтобы проверить, производит ли E. flavus 21-3 ZVS в глубоководном холодном сипе по тому же пути, исследователи провели in situ инкубацию дикого типа E. flavus 21-3 и мутантов с удаленными ключевыми генами, определяющими образование ZVS, в холодном сипе Южно-Китайского моря в течение 10 дней. Они обнаружили, что E. flavus 21-3 действительно может производить ZVS в условиях сипа по тому же пути окисления тиосульфата.
Ученые также сравнили различия между E. flavus 21-3, культивированным в глубоководном сипе и в лаборатории, с активацией и без активации пути окисления тиосульфата. Результаты показали, что этот путь окисления тиосульфата помогает E. flavus 21-3 адаптироваться к условиям холодного сипа. Важно, что ~25% метагеномных сборок геномов, полученных из мелководных осадков холодных сипов, содержали как TsdA, так и SoxB, что указывает на обилие генов, связанных с метаболизмом серы, и активный серный цикл.
«Это говорит о том, что путь окисления тиосульфата, определяемый TsdA и SoxB, существует у многих бактерий, обитающих в холодных сипах, и часто используется микробами для участия в активном биогеохимическом цикле серы сипов», — сказал профессор Сун.