Wyniki badań pokazują zdolność okrzemków do przetwarzania krzemu
W ramach badań sfinansowanych w części ze środków Unii Europejskiej po raz pierwszy zmierzono zdolność krzemków do transportowania i metabolizowania krzemionki. Wyniki pomogą rzucić więcej światła na rolę tej grupy glonów w biogeochemicznych cyklach naszych oceanów. Okrzemki wytwarzają również niemal 25% tlenu znajdującego się w atmosferze ziemskiej, czyli prawie tyle samo, co lasy tropikalne. W artykule opublikowanym w ogólnodostępnym czasopiśmie Public Library of Science (PLoS) One, zespół naukowców pod kierunkiem Pascala Jeana Lopeza z francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych (CNRS) analizował mechanizmy, które kontrolują powstawanie podobnych do szkła pozakomórkowych szkieletów okrzemków. Do tej pory procesy związane ze sposobem, w jaki organizmy asymilują, przechowują i transportują krzem poznano w niewielkim zakresie. Badania zostały w części dofinansowane z projektu MARGENES (Plankton morski jako nowe organizmy modelowe do genomicznych i postgenomicznych badań nad odczytywaniem środowiska i niszową adaptacją) Piątego Programu Ramowego (5PR), z projektu DIATOMICS (Zrozumienie biologii okrzemków poprzez metodologie genomiki funkcjonalnej) Szóstego Programu Ramowego (6PR) oraz przez sieć doskonałości "Genomika morska" (Wdrażanie wysokowydajnych metodologii genomicznych w celu badania funkcjonowania ekosystemów morskich i biologii organizmów morskich). Badania skoncentrowały się na gatunku okrzemków zwanym Phaeodactylum tricornutum i jego syntezie krzemu. Wyniki badań pokazały, że w czasie ewolucji okrzemków musiało być faworyzowane grupowanie niektórych genów. Taki układ może pozwalać na lepszą optymalizację reakcji na różne bodźce środowiskowe. Zidentyfikowano geny, które prawdopodobnie biorą udział w przechowywaniu i metabolizmie krzemu oraz pewne typy regulacji genetycznej odpowiedzialne za transport krzemu. Naukowcy odkryli również, że zdolność adaptacji do zmiennych poziomów krzemu w środowiskach morskich może wynikać w części z globalnych regulacji od poziomu genu do poziomu genomu oraz z posttranskrypcyjnej regulacji i rozmieszczenia przestrzennego białek. Podczas gdy krzem jest niezbędny wielu gatunkom okrzemków do rozwoju, Phaeodactylum tricornutum nie potrzebuje go, aby przetrwać. Ten szczególny gatunek glonów zamieszkuje w wielu rejonach świata, zazwyczaj na obszarach przybrzeżnych o dużych wahaniach zasolenia. Phaeodactylum tricornutum to również pierwszy pierzasty okrzemek, którego genom został w pełni poznany. Naukowcy chcieli się dowiedzieć, czy okrzemek, zważywszy na jego wyjątkowe właściwości, będzie nadal dążyć do przyswajania krzemu. Komórki okrzemka znajdowały się w jedynej w swoim rodzaju, krzemiennej ściance komórkowej. Biogeniczny krzem tworzący ścianę komórkową jest syntetyzowany wewnątrzkomórkowo przez polimeryzację monomerów kwasu krzemowego. Materiał ten jest następnie wytłaczany na zewnątrz komórki i wbudowywany w ścianę. Rozpad i rozkład okrzemków prowadzi do przemiany tych krzemianów w osad. Dalsze badania umożliwią pełniejsze zrozumienie chemii szkła oraz przewidzenie pewnych modyfikacji środowiskowych związanych z obiegiem krzemu i węgla. Podczas gdy w ramach projektu MARGENES badano potencjał okrzemków i cyjanobakterii w roli naukowych organizmów modelowych, projekt DIATOMICS skupił się głównie na okrzemkach morskich oraz na zagadnieniach takich jak sekwestracja węgla, pozyskiwanie składników pokarmowych, wzrost i spadek rozkwitu glonów oraz biozanieczyszczenia. Sieć "Genomika morska", która skupia naukowców, ustawodawców i innych intersariuszy, ma opracowywać wysokowydajne metodologie badania biologii organizmów morskich.
Kraje
Francja
