UCO研究让我们更好地了解蓝藻如何利用葡萄糖
UCO 的三项研究深入探讨了地球上最丰富的光合生物海洋蓝藻如何也能够从葡萄糖等有机物质中获取能量
海洋蓝藻是地球上最丰富的光合生物,负责产生我们呼吸的大部分氧气。尽管它们的主要能量来源是通过光合作用,即它们将大气中的 CO 2转化为有机物的过程,但在某些情况下,它们也能够直接从环境中捕获有机物质,例如葡萄糖,并将其同化为一种能量来源。这就是为什么它们被认为是混合营养生物,因为它们具有混合进食方式(光和有机物)。
为了了解允许蓝藻直接捕获有机物质的某些情况,UCO 的一个研究小组“海洋蓝藻中氮和碳代谢的适应性”进行了几项研究,阐明了这些生物如何同化和利用葡萄糖,这是自然界中最丰富的有机化合物。
在《微生物学光谱》杂志上发表的一项研究中,研究小组发现原绿球藻和聚球藻的不同菌株之间捕获葡萄糖的能力及其对新陈代谢的影响是不同的,它们是蓝藻的两个主要属。也就是说,有一些蓝藻在捕获葡萄糖方面更有效,它们对葡萄糖的利用也可能不同,因为“海洋中的海洋蓝藻能够根据葡萄糖的可用性调节它们的新陈代谢,”José 解释说Manuel García Fernández,研究小组成员。
现在,一件事是葡萄糖的同化(即它们如何使用这种有机物质),另一件事是它们如何设法捕获它。为此,他们使用称为转运蛋白的蛋白质。这些蛋白质识别环境中的葡萄糖并将其引入细胞。在BBA Bioenergetics上发表的一篇文章中,该团队与 Universidade Nova de Lisboa 合作,能够准确识别Prochlorococcus葡萄糖转运蛋白的结构和功能,该转运蛋白以能够识别其周围的少量葡萄糖而著称。“未来的研究,”García Fernández 解释说,“将使我们能够回答这个问题,即这种转运体的哪些特定部分负责具有这种能力。”
此外,在与夏威夷大学和亚利桑那大学合作进行的研究中,该研究发表在微生物学光谱中,他们在夏威夷的海洋学运动中分析了自然样本,该团队为Prochlorococcus和Prochlorococcus之间的关系增加了三个特征葡萄糖。首先,他们发现由于光照的存在,白天的葡萄糖转运比夜间多。其次,与生活在同一海洋区域的其他细菌相比,葡萄糖摄取遵循不同的昼夜节律。最后,该团队发现了表面和深层蓝藻之间葡萄糖代谢的差异。
葡萄糖同化的整个过程对于一些蓝细菌来说是基础,并且在竞争中产生优势:它们节省能量(因为将 CO2 转化为有机物比直接以它为食需要更大的努力)并从其他竞争微生物中获取有机物在他们旁边。而且,尽管蓝藻的主要能量来源是阳光,但许多蓝藻生活在光线无法到达的深处,因此它们必须捕获有机物质才能生存。海法大学(以色列)的研究人员最近在 UCO 教授 María del Carmen Muñoz Marín 为Nature Microbiology评论的一篇文章中证明了这一点。
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