Credito:Claudia Blindauer et al.
I cianobatteri marini (alghe blu-verdi) sono i principali contributori al ciclo globale del carbonio e sono alla base della catena alimentare in molti oceani del mondo. Richiedono solo luce solare, anidride carbonica e un pannello di elementi essenziali, inclusi i metalli, per sostenere la vita. Tuttavia, poco si sa se e come i cianobatteri utilizzino o regolino lo zinco, un elemento spesso considerato essenziale per la vita.
Un gruppo di ricerca interdisciplinare composto da quattro membri dell'Università di Warwick ha identificato una rete di regolamentazione straordinariamente efficiente che controlla l'accumulo di zinco nel cianobatterio in mare aperto Synechococcus.
La scoperta è illustrata in un documento pubblicato oggi su Nature Chemical Biology .
Questa rete consente a Synechococcus di variare i livelli interni di zinco di oltre due ordini di grandezza e si basa su una proteina regolatore dell'assorbimento dello zinco (Zur) che può rilevare lo zinco e rispondere di conseguenza.
In modo univoco, questa proteina sensore attiva una metallotioneina batterica (proteina legante lo zinco) che, insieme a sistemi di assorbimento altamente efficienti, è responsabile della straordinaria capacità di questo organismo di accumulare zinco.
La professoressa Claudia Blindauer del Dipartimento di Chimica di Warwick ha osservato che le loro "scoperte indicano che lo zinco è un elemento essenziale per i cianobatteri marini. La loro capacità di immagazzinare lo zinco può facilitare una maggiore eliminazione del fosforo, un macronutriente che è estremamente scarso in molte regioni degli oceani del mondo. Zinco potrebbe anche essere necessario per una fissazione efficiente del carbonio."
La dott.ssa Alevtina Mikhaylina della School of Life Sciences di Warwick ha commentato che "queste caratteristiche, non ancora riportate per nessun altro batterio, probabilmente contribuiscono all'ampia distribuzione ecologica del Synechococcus negli oceani globali. Speriamo che i nostri risultati possano interessare un'ampia gamma di ricercatori, da biochimici (in particolare chimici di metalli in tracce e bioinorganici), biologi strutturali e biologi molecolari fino a biogeochimici, ecologisti microbici e oceanografi."
La dott.ssa Rachael Wilkinson, della Swansea University's Medical School, e il professor Vilmos Fülöp, della School of Life Sciences di Warwick, hanno aggiunto che "come parte di un progetto interdisciplinare, la struttura della proteina Zur ha offerto approfondimenti meccanicistici su come svolge il suo ruolo fondamentale nella regolazione dell'omeostasi dello zinco nei cianobatteri marini."
Dr. James Coverdale, from the Institute of Clinical Sciences, University of Birmingham, observed that "working at the interfaces of microbiology, analytical, structural, and biological chemistry, our interdisciplinary team has considerably improved our understanding into how inorganic chemistry impacts life in our oceans."
Professor Dave Scanlan, from Warwick's School of Life Sciences, added that "the oceans are the somewhat overlooked 'lungs' of our planet—every other breath we take is oxygen evolved from marine systems whilst around a half of the carbon dioxide fixed into biomass on Earth occurs in ocean waters. Marine cyanobacteria are key players in Earth's 'lungs' and this manuscript reveals a novel aspect of their biology, namely the ability to exquisitely regulate zinc homeostasis, a feature that has undoubtedly contributed to their ability to fulfill these key planetary functions." + Esplora ulteriormente
