Un gruppo di ricerca tedesco-americano guidato dal microbiologo Dr. Gerrit Wienhausen dell'Università di Oldenburg (Germania) ha fatto un importante passo avanti verso una migliore comprensione delle interazioni altamente complesse tra i microrganismi marini. I ricercatori hanno condotto vari esperimenti per analizzare l'interazione tra due specie di batteri marini del Mare del Nord nella sintesi della vitamina B12 e hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Nature .
La vitamina B12 è un bene vitale ma scarso nel mare (e altrove). È essenziale non solo per il metabolismo dei due batteri studiati in questo studio, ma per molti altri organismi marini. "La metà di tutte le specie algali non può sopravvivere senza questa vitamina", spiega Wienhausen. Tuttavia, come gli esseri umani, le alghe non possono produrre da sole la vitamina B12. Quindi i ricercatori dell'Università di Oldenburg e dello Scripps Institution of Oceanography di San Diego (USA) erano ansiosi di dare un'occhiata più da vicino alla sintesi della vitamina B12 nei batteri marini.
Mentre alcuni ceppi batterici sono noti come produttori di vitamina B12, questo progetto di ricerca si è concentrato su due ceppi dei generi Roseovarius e Colwellia che producono ciascuno solo uno dei due elementi costitutivi della vitamina B12, il che significa che possono sintetizzare la sostanza solo in collaborazione con ciascuno di essi. altro.
"È affascinante quanto possano essere complesse le interazioni tra i batteri", sottolinea Wienhausen riferendosi al nuovo studio, che è stato condotto nell'ambito del Centro di ricerca collaborativa Roseobacter diretto dal microbiologo di Oldenburg Prof. Dr. Meinhard Simon, che è anche coautore dello studio. pubblicazione corrente.
Utilizzando complessi esperimenti di laboratorio e strumenti analitici all’avanguardia, i ricercatori sono stati in grado di esplorare in dettaglio le interazioni tra i due ceppi batterici. Secondo i loro risultati, i batteri del ceppo Colwellia M166 sintetizzano il componente più piccolo della vitamina B12 e lo rilasciano nell'acqua circostante. Da parte loro, i batteri del ceppo Roseovarius M141 non solo producono l'elemento costitutivo più grande, che è il componente principale, ma sono anche in grado di sintetizzare la B12 che entrambi i ceppi batterici richiedono dalla combinazione dei due elementi costitutivi.
Tuttavia, il ceppo Roseovarius non rilascia la vitamina da solo, ma solo quando la Colwellia attiva un virus codificato nel genoma batterico del suo coproduttore e il virus si moltiplica. L'infezione virale risultante provoca l'esplosione di alcuni dei batteri Roseovarius colpiti e la vitamina B12 viene rilasciata insieme al virus, diventando così disponibile per la Colwellia (e forse anche per altri organismi marini).
"Questo incrocio perfezionato di elementi e prodotti metabolici potrebbe essere rilevante non solo nelle comunità microbiche marine ma anche in altri ecosistemi", affermano i ricercatori dell'Oldenburg Institute for Chemistry and Biology of the Marine Environment (ICBM) e dello Scripps Rapporto dell'Istituto di Oceanografia.
"Siamo stati in grado di dimostrare per la prima volta che due batteri sintetizzano la B12 solo in collaborazione tra loro", afferma Wienhausen. "Una forma così complessa di interazione tra batteri era sconosciuta in precedenza."
Negli ultimi 13 anni, più di 60 ricercatori di Oldenburg, Braunschweig, Göttingen e Bonn hanno studiato i batteri del gruppo Roseobacter all'interno del Centro di ricerca collaborativa transregionale (CRC) Roseobacter.
Questi batteri si trovano in tutti gli habitat marini:dai tropici ai mari polari e dalla superficie del mare alle profondità marine. Tra gli altri risultati, i ricercatori hanno scoperto molti nuovi ceppi e descritto per la prima volta la loro distribuzione e biogeografia funzionale negli oceani del mondo. Ad oggi sono stati pubblicati più di 280 articoli scientifici basati su ricerche condotte nell'ambito della CRC.
Ulteriori informazioni: Gerrit Wienhausen, L'alimentazione incrociata del ligando risolve gli auxotrofi della vitamina B12 batterica, Natura (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07396-y. www.nature.com/articles/s41586-024-07396-y
Informazioni sul giornale: Natura
Fornito dall'Università di Oldenburg
