Forskere opdager nøglegenet til at producere marine molekyler med enorme miljøpåvirkninger

Forskere ved University of East Anglia har opdaget et nøglegen til syntesen af ​​et af verdens mest udbredte svovlmolekyler.

Dimethylsulfoniopropionat (DMSP) er et vigtigt næringsstof i havmiljøer med mere end en milliard tons produceret årligt af marine fytoplankton (mikroskopiske plantelignende celler), tang og bakterier.

Når marine mikroorganismer nedbryder DMSP, de frigiver en klimakølende gas kaldet dimethylsulfid (DMS), hvilket også giver havet dens karakteristiske lugt.

Fundet af et gen (navngivet DSYB), der er ansvarligt for syntese af DMSP, offentliggjort i dag i Naturens mikrobiologi , repræsenterer et stort skridt fremad inden for svovlcykling i havmiljøer. Det kunne også give videnskabsfolk mulighed for bedre at forudsige klimaændringernes indvirkning på DMSP-produktion.

Teamet opdagede, at dette gen, og derfor selve DMSP -syntesen, sandsynligvis stammer fra havbakterier og blev senere overført til planteplankton, som har udviklet sig til at være marinefabrikker for dette molekyle.

Lederforsker Dr.Jonathan Todd, fra UEA's School of Biological Sciences, sagde:"DMS er en meget vigtig gas. På tværs af verdenshavene, have og kyster, titusindvis af millioner tons af det frigives af mikrober, der lever i nærheden af ​​plankton og marine planter, herunder tang og nogle salt-marsk græs.

"DMS menes at påvirke klimaet ved at øge skydråberne, som igen reducerer mængden af ​​sollys, der når havets overflade. De samme skyer er afgørende for bevægelsen af ​​store mængder svovl fra havene til land, gør produktionen af ​​DMSP og DMS til et kritisk skridt i det globale svovlkredsløb.

"Marine fytoplankton producerer størstedelen af ​​det globale DMSP. Indtil nu har vi kendte ikke nogen af ​​de fytoplanktongener, der var ansvarlige for syntesen af ​​dette meget rigelige marine næringsstof."

Opdagelsen af ​​gener involveret i produktionen af ​​DMSP i fytoplankton, samt bakterier, vil give forskerne mulighed for bedre at vurdere, hvilke organismer der laver DMSP i havmiljøet og forudsige, hvordan produktionen af ​​dette indflydelsesrige molekyle kan blive påvirket af fremtidige miljøændringer, såsom opvarmningen af ​​havene på grund af klimaændringer.

Dr. Todd sagde:"Identifikationen af ​​DMSP-syntesegenerne i marine bakterier og fytoplankton giver os mulighed for for første gang at evaluere, hvilke organismer der producerer DMSP i miljøet. Denne opdagelse repræsenterer et stort skridt fremad inden for svovlcykling i havmiljøer. "

Dr Andrew Curson, også fra UEA's School of Biological Sciences og en af ​​de førende forskere på papiret, sagde:"DSYB-genet findes i alle de store fytoplanktongrupper, der producerer dette miljømæssigt vigtige molekyle. fordi det er involveret i et så kritisk trin i syntesevejen, reguleringen af ​​DSYB-genet ved miljøforhold er af stor betydning for at bestemme, hvor meget DMSP der i sidste ende produceres."

Ph.d.-studerende Beth Williams, som også var en stor bidragyder til forskningen, tilføjede:"Opdagelsen af ​​den evolutionære sammenhæng mellem bakteriel og phytoplankton DSYB var både overraskende og interessant, da det indikerede, at evnen til at syntetisere DMSP gennem denne vej stammede fra bakterier. Dette tyder på, at bakterier kan spille en endnu vigtigere rolle i global DMSP-syntese, både historisk og i dag."