Un equipo de colaboración de químicos, microbiólogos y ecologistas ha desarrollado una innovadora sonda molecular que se alivia en respuesta al consumo de azúcar, que produce considerablemente investigación en ecosistemas oceánicos. Este trabajo innovador se detalla en una publicación reciente en el Revista de la American Chemical Society.
El diseño de la sonda se ocupa de una investigación crítica sobre las interacciones entre algas y demolición microbiana en entornos marinos. Como explicó Jan-Hendrik Hehemann del Instituto Max Planck de Microbiología Marina, los azúcares juegan un papel crucial en estos ecosistemas, pero la medida en que los microbios pueden romperse sigue siendo en gran medida desconocido. La capacidad de observar estas interacciones en vivo es un gran salto adelante.
Las algas son esenciales para capturar dióxido de carbono de la atmósfera, convirtiendo en oxígeno y materia orgánica a través de la fotosíntesis. Los azúcares, un producto importante de este proceso, varían en la complejidad. Muchos son demasiado complicados para que la mayoría de los microbios se digieran, de modo que algo de carbono en el fondo del océano se acumula durante períodos más largos hasta que las enzimas específicas puedan facilitar su descomposición. El desafío ha sido determinar durante mucho tiempo qué microbios son responsables de descomponer azúcares específicos, especialmente en varios microbiomas complejos y complejos.
Para asumir este desafío, el equipo de investigación utilizó una técnica que se conoce como un Glycan -SemBlage automatizado. Produjeron un azúcar etiquetado con dos colorantes fluorescentes que se activan a través de la transferencia de energía de resonancia Förster (FRET). Este mecanismo asegura que la sonda permanezca oscura hasta que se altere la estructura molecular del azúcar. Tan pronto como una enzima divide la columna vertebral del azúcar, la sonda se ilumina, lo que permite a los investigadores observar la descomposición del azúcar en tiempo real.
En las pruebas de laboratorio, el equipo siguió con éxito la facturación de α-Mannan, un polisacárido en la floración de algas. La sonda mostró su efectividad en diversas circunstancias, incluidas enzimas purificadas, células bacterianas, cultivos vivos y comunidades microbianas completas.
Rudolf Amann, del Instituto Max Planck de Microbiología Marina, elogió el esfuerzo interdisciplinario y enfatizó que los científicos FRET Glycan ofrecen una nueva herramienta para explorar las interacciones entre el fytoplancton y el bacteriAplankton dentro de los entornos oceánicos. Esta sonda no solo hace posible la identificación de los relegadores activos, sino que también facilita el mapeo de la descomposición del glucano en el tiempo y el espacio, lo que finalmente conduce a una mejor comprensión del metabolismo microbiano en ecosistemas complejos.
Como el primer autor Conor Crawford del Instituto Max Planck de coloides e interfaces observados, la sonda ofrece una nueva forma de interrogar el uso del azúcar entre los microbios, como resultado de lo cual se responden preguntas esenciales sobre sus interacciones y dinámicas de los ciclos de carbono dentro de los entornos marinos. Este progreso podría allanar el camino para mejorar las ideas sobre el carbono Lux en los océanos y más allá, desde la floración de algas hasta los sistemas gastrointestinales humanos.
