Új módszerrel vizsgálták a kutatók a cianobaktériumok nitrogénfelvételét.

Bernát Gábor, az ELKH Balatoni Limnológiai Kutatóintézet (BLKI) tudományos főmunkatársa és szerzőtársai új eredményeket értek el a cianobaktériumok nitrogénfelvétele témakörön belül.

Korszerű módszerekkel, többek között a biológiában újnak számító Nano SIMS-tömegspektrometriával követték nyomon a cianobaktériumok nitrogénfelvételét, illetve a nitrogénkötés módját és napszaki változását. Ennek eredményeképpen több szén- és nitrogéngazdálkodási mechanizmust is sikerült feltárniuk. Ezek elősegítik a vizsgált egysejtűek sikerét a dinamikusan változó vízi környezetben.

A nitrogénkötő mikroorganizmusok rendkívül fontosak a nitrogén biológiailag hasznosítható formáinak előállításában. Az egysejtű nitrogénkötő cianobaktériumok (UCYN) a tengeri fitoplankton-közösségek gyakori tagjai. Olyanoké is, amelyeknek gyorsan változik a nitrogénkoncentrációja.

Bernát Gábor és társai a Nano SIMS-tömegspektrometriával követett cianobaktériumok nitrogénfelvételének vizsgálatakor a sejteket kétféle módon nevelték. Egy részük volt nitrogén nevelőközegben, más részük nem. Ez utóbbi esetben a sejtek a túlélés érdekében kénytelenek a légkörből nitrogént megkötni. A különböző körülmények között nevelt cianobaktériumok növekedésére eltérő energiaigények, eltérő biokémiai utak és teljesen eltérő napi ciklusok jellemzőek. A nitrogénmentes közegben nevelt cianobaktériumoknál a nitrogénkötés éjszaka történik, mert a fotoszintézis során keletkező dioxigén (O2) mérgező a nitrogénkötő apparátusra. A nitrogén megkötéséhez szükséges energiát viszont a fotoszintézis biztosítja, a nitrogénkötő sejtek ezért poliszacharidok formájában elraktároznak némi „üzemanyagot” éjszakára.

A kutatók arra is kíváncsiak voltak, hogy az eltérő körülmények között nevelt egysejtű szervezetek a nap folyamán mikor és hová építik be a kulcsfontosságú kémiai elemeket.

Az új vizsgálati eljárások alkalmazásával a szakemberek a korábbiaknál sokkal gazdagabb és összetettebb képet kaptak a sejtek aktivitásáról. Így több olyan szén- és nitrogéngazdálkodási mechanizmust is fel tudtak tárni, amelyek elősegítik a vizsgált cianobaktérium sikerét a dinamikusan változó vízi környezetben.