微生物が海底の石油成分を分解することを発見(Microorganisms break down petroleum components in the seabed)

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2023-06-01 マックス・プランク研究所

◆メキシコ湾のグアイマス盆地などの水熱噴出口周辺では、微生物コミュニティが活発に活動しています。最新の研究では、アーキアが酸素の存在しない高温環境で石油アルカンを分解する新たなメカニズムを使用することが示されました。これにより、石油汚染の対策や地球の炭素循環における役割が明らかになりました。

◆研究チームは、グアイマス盆地の堆積物を使用して、液体アルカンを分解する能力を持つアーキアと細菌の共同体を培養しました。この研究は、地球の未知のインターフェースである海床の研究の一環であり、深海微生物の生態や炭素循環に関する重要な知見を提供しています。

<関連情報>

グアイマス盆地の熱水噴出孔堆積物から採取したアルカノファーガ古細菌は石油系アルカンを酸化する Candidatus Alkanophaga archaea from Guaymas Basin hydrothermal vent sediment oxidize petroleum alkanes

Hanna Zehnle,Rafael Laso-Pérez,Julius Lipp,Dietmar Riedel,David Benito Merino,Andreas Teske & Gunter Wegener

Nature Microbiology  Published:01 June 2023

DOI:https://doi.org/10.1038/s41564-023-01400-3

微生物が海底の石油成分を分解することを発見(Microorganisms break down petroleum components in the seabed)

Abstract

Methanogenic and methanotrophic archaea produce and consume the greenhouse gas methane, respectively, using the reversible enzyme methyl-coenzyme M reductase (Mcr). Recently, Mcr variants that can activate multicarbon alkanes have been recovered from archaeal enrichment cultures. These enzymes, called alkyl-coenzyme M reductase (Acrs), are widespread in the environment but remain poorly understood. Here we produced anoxic cultures degrading mid-chain petroleum n-alkanes between pentane (C5) and tetradecane (C14) at 70 °C using oil-rich Guaymas Basin sediments. In these cultures, archaea of the genus Candidatus Alkanophaga activate the alkanes with Acrs and completely oxidize the alkyl groups to CO2. Ca. Alkanophaga form a deep-branching sister clade to the methanotrophs ANME-1 and are closely related to the short-chain alkane oxidizers Ca. Syntrophoarchaeum. Incapable of sulfate reduction, Ca. Alkanophaga shuttle electrons released from alkane oxidation to the sulfate-reducing Ca. Thermodesulfobacterium syntrophicum. These syntrophic consortia are potential key players in petroleum degradation in heated oil reservoirs.

1702地球物理及び地球化学
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