Metallosphaera sedula

Metallosphaera sedula
Vetenskaplig klassificering
Domän:	Archaea
Provins:	Termoproteota
Klass:	Termoprotein
Beställa:	Sulfolobales
Familj:	Sulfolobaceae
Släkte:	Metallosphaera
Arter:	M. sedula
Binomialt namn
	Metallosphaera sedula; Huber et al. 1989

Metallosphaera sedula är en art av Metallosphaera som ursprungligen isolerades från ett vulkanfält i Italien . Metallosphaera sedula kan grovt översättas till "metallmobiliserande sfär" med ordet "sedulus" som betyder upptagen, vilket beskriver dess effektivitet när det gäller att mobilisera metaller. M. sedula är en mycket termoacidofil arkéer som är ovanligt tolerant mot tungmetaller.

Betydelse

På grund av sin förmåga att oxidera pyrit (FeS ₂ ) har M. sedula potential att användas för kolavpyritisering. Med ökad medvetenhet om miljöpåverkan av förbränning av kol föddes idén om att minska kolföroreningar eller "rent kol". Även om det finns flera fokus på begränsning, varav ett är avlägsnandet av föroreningar, såsom svavel som finns i pyrit, före förbränning. Förbränning av svavel leder till bildning av SO ₂ , vilket har negativa hälsoeffekter och bidrar till surt regn. Abiotiskt avlägsnande av pyrit från kol är för närvarande den föredragna metoden, i motsats till biotisk extraktion via mikroorganismer; processen är dock genomförbar. Andra organismer har studerats i syfte att depyritisera kol (till exempel Thiobacillus ferrooxidans) ; emellertid sker processen i en långsammare takt än traditionellt abiotiskt avlägsnande. M. sedula , som är termofil, är tolerant mot högre temperaturer, vilket resulterar i snabbare extraktionshastigheter än med andra organismer, vilket gör den till en stark kandidat för framtida användning i kolavpyritering.

Genomets struktur

M. sedula innehåller en enda, cirkulär kromosom som är cirka 2,2 miljoner baspar lång. Den kodar för cirka 2 300 proteiner , av vilka några är nödvändiga för metalltolerans och vidhäftning . Funktionen för 35% av proteinerna är för närvarande okänd och av denna anledning kallas de hypotetiska proteiner . Baserat på sekvensjämförelser M. sedula närmast besläktad med medlemmar av släktet Sulfolobus .

Cellstruktur, ämnesomsättning och livscykel

M. sedula är en coccus, ungefär 1 μm i diameter med pilusliknande strukturer som sticker ut från dess yta när den ses via elektronmikroskopi . Det är en obligat aerobe som växer bäst vid 75 °C och pH 2,0. Den höga nivån av fysiologisk mångfald den uppvisar är relativt unik bland extremofiler . Det är kapabelt till heterotrofisk tillväxt med hjälp av komplexa organiska molekyler (med undantag för sockerarter ), autotrofisk H2 _tillväxt genom fixering av koldioxid i närvaro av genom en föreslagen modifierad 3-hydroxipropionatcykel , och dess högsta tillväxttakt ses när odlas mixotropiskt på kasaminosyror och metallsulfider . Den dissimilerande oxidationen av järn och svavel i M. sedula , driven av dess membranoxidaser , är nyckeln till M. sedulas förmåga att mobilisera metaller och biolakning. När den odlas i närvaro av H ₂ reduceras förmågan hos M. sedula att läcka koppar från koppar (CuFeS _{2 ).}

Ekologi

M. sedula kan hittas i svavelrika varma källor, vulkaniska fält och samhällen för dränering av sura gruvor (AMD). Dessa samhällen kännetecknas av höga metalljonkoncentrationer, lågt pH och höga temperaturer.

Även om upplösningen av pyrit i AMD är en naturlig process, accelereras den i närvaro av acidofiler som M. sedula som finns i dessa miljöer, vilket leder till ökad försurning av vatten som dräneras ut för aktiva och övergivna gruvor. AMD-samhällen kännetecknas av en mångsidig sammansättning av mikroorganismer som fyller tillgängliga nischer beroende på deras tolerans mot temperatur, metallbeständighet och pH. Dessa samhällen uppvisar en komplex symbios genom det biogeokemiska kretsloppet av svavel, järn, kol och kväve . Vid höga temperaturer M. sedula nischen av järn- och svaveloxidationsmedel, en roll som fylls av andra acidofiler som den mesofila Ferroplasma spp. och Leptospirillum spp. vid lägre temperaturer.

M. sedula kan också växa på meteoriter i ett labb.

externa länkar

Typstam av Metallosphaera sedula vid Bac Dive - Bacterial Diversity Metadatabase