मीथेन-खाने वाले ऑक्सीजन का उत्पादन करते हैं - बिना प्रकाश के

प्रकाश संश्लेषण के विकास में "मिसिंग लिंक" की खोज की?

प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोप © मार्क स्ट्रेस के तहत नए खोजे गए सूक्ष्मजीव मेथिलोमीराबिलिस ऑक्फेरा
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एक अंतरराष्ट्रीय शोध टीम ने यह व्याख्या की है कि कैसे एक विशेष जीवाणु ग्रीनहाउस गैस मीथेन का उपयोग करने के लिए अपनी ऑक्सीजन की मांग को कवर करता है। वे विज्ञान पत्रिका "नेचर" के वर्तमान अंक में पहली बार माइक्रोब के आणविक गुर प्रस्तुत करते हैं।

नए खोजे गए मार्ग, शोधकर्ताओं के अनुसार, "मिसिंग लिंक" हो सकते हैं, जिसने अरबों साल पहले प्रकाश संश्लेषण के विकास की अनुमति दी थी, जिसके साथ पौधे ऑक्सीजन का उत्पादन करते हैं। नए परिणामों का उपयोग मीथेन चक्र में उर्वरकों की भूमिका पर पुनर्विचार करने के अवसर के रूप में भी किया जाना चाहिए।

नाइट्राइट से ऑक्सीजन

Nijmegen में Radboud University के डच वैज्ञानिकों ने हाल ही में बैक्टीरिया की खोज की है जो ऑक्सीजन के मौजूदा स्रोत के बिना मीथेन का उपयोग करते हैं। ऑक्सीजन के बजाय इस नाइट्राइट का उपयोग करें, जो ताजे पानी में कृषि भूमि में गहन निषेचन द्वारा प्रचुर मात्रा में है। मीथेन एक बहुत अक्रिय अणु है जिसे वैज्ञानिकों ने पहले माना है कि शायद ही ऑक्सीजन या सल्फेट के उपयोग के बिना अपमानित किया जा सकता है।

अब नीदरलैंड, फ्रांस और जर्मनी के वैज्ञानिकों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने साबित किया है कि ये बैक्टीरिया ऑक्सीजन का इस्तेमाल करते हैं। वे इस ऑक्सीजन का उत्पादन स्वयं पौधों की तरह करते हैं, लेकिन उन्हें प्रकाश की आवश्यकता नहीं होती है। ऑक्सीजन नाइट्राइट से आती है। अब तक, वैज्ञानिकों ने सहमति व्यक्त की है कि ऑक्सीजन उत्पादन की कला पौधों, शैवाल और सायनोबैक्टीरिया के लिए आरक्षित थी। अब वे एक नए तंत्र की राह पर हैं जो पृथ्वी पर पहले पौधों के दिखाई देने से पहले ही मौजूद थे।

पहेली को हल करने के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रायोगिक सेटअप: सेंसर ने नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और अन्य नाइट्रोजन यौगिकों की सांद्रता का संकेत दिया, और नाली ने नमूना सामग्री को सीधे द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर तक पहुंचा दिया। Rous मार्क स्ट्रास

जीन विश्लेषण के नए तरीकों का इस्तेमाल किया

शोधकर्ताओं के लिए, ऑक्सीजन उत्पादन के प्रतिक्रिया मार्गों को समझना मुश्किल था, क्योंकि जिम्मेदार सूक्ष्मजीव धीरे-धीरे बढ़ रहा है और इसलिए माइक्रोबियल समुदाय में केवल कम संख्या में मौजूद है। प्रदर्शन

इसलिए शोधकर्ताओं को जीन विश्लेषण के नवीनतम तरीकों का उपयोग करना पड़ा। मेटागेनोमिक दृष्टिकोण का उपयोग करते हुए, उन्होंने पहले पानी के नमूने से जीन के टुकड़े को अलग किया, जिसे बाद में उन्होंने अनुक्रमित किया। अभी तक दुनिया भर में कुछ ही मामलों में सफल रहा, विशेष सॉफ्टवेयर के साथ जेनोस्को के फ्रांसीसी सहयोगियों को प्रबंधित किया। एक पहेली की तरह, वे जीनोम को फिर से बनाने में सक्षम थे।

प्रयोगशाला डेटा जीनोम डेटा का खंडन करता है

शोधकर्ताओं को आश्चर्यचकित करने के लिए, पूर्ण जीनोम अनुक्रम से पता चला कि नाइट्राइट में कमी के लिए ज्ञात जीन गायब थे और जीवाणु ऑक्सीजन पर निर्भर करता है। "प्रयोगात्मक प्रयोगशाला डेटा जीनोम डेटा के साथ संघर्ष में था, " मार्क स्ट्रास कहते हैं, जिन्होंने निजमेगेन में रेडबॉड विश्वविद्यालय में वैज्ञानिक काम का समन्वय किया और अब ब्रेमेन में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर मरीन माइक्रोबायोलॉजी में बदल दिया है।

जीवाणु इन परिस्थितियों में इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में नाइट्राइट (NO2-) का उपयोग करके अक्रिय मीथेन (CH4) के ऑक्सीकरण से ऊर्जा कैसे निकाल सकता है? यह लगभग उतना ही मुश्किल है जितना कि एक पानी के नीचे की रोशनी को जलाना। इस विरोधाभास को हल करने के लिए, ब्रेमेन मैक्स प्लैंक शोधकर्ता मार्सेल कूपरर्स की सहायता के लिए आए। माइक्रोसेन्सर्स और मास स्पेक्ट्रोस्कोपी के साथ, उन्होंने समस्या से निबटा और पुष्टि की कि विरोधाभास वास्तविक है।

ऑक्सीजन उत्पादन के लिए असामान्य प्रतिक्रिया पथ

प्रयोगशाला से और जीनोम डेटा से दोनों निष्कर्ष एक साथ फिट होते हैं, लेकिन केवल अगर जीवाणु ऑक्सीजन उत्पादन के लिए एक विशेष मार्ग का उपयोग करता है। इस ऑक्सीजन का प्रदर्शन एक थकाऊ उपक्रम था: कथरीना एटिविग ने एक साल बाद तक इस प्रायोगिक प्रमाण को हासिल नहीं किया। उसने सूक्ष्मजीव का नाम मिथाइलोमीराबिलिस ऑक्सफेरा - एक अद्भुत मीथेन-भक्षक है जो ऑक्सीजन का उत्पादन करता है - क्योंकि यह नाइट्रिक ऑक्साइड (NO) और ऑक्सीजन (O2) को छोड़ने के लिए दो नाइट्राइट अणुओं का उपयोग करता है। यह तब मीथेन को ऑक्सीकरण करने की अनुमति देता है।

(आईडीडब्ल्यू - मरीन माइक्रोबायोलॉजी के लिए मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट, 25.03.2010 - डीएलओ)