Innowacyjna ocena ekosystemów

Wiązanie azotu cząsteczkowego jest głównym źródłem azotu w otwartym oceanie i kluczowym elementem pierwotnej produkcji w sieci troficznej. Ma też związek z wymianą dwutlenku węgla pomiędzy atmosferą i morzem, gdzie jest on wykorzystywany w produkcji biomasy i wydzielany podczas oddychania.

Żelazo może być limitującym składnikiem odżywczym dla organizmów wiążących azot cząsteczkowy i uczestniczących w pierwotnej produkcji. Dostaje się do otwartego oceanu głównie poprzez odkładanie pyłu. Globalne odkładanie pyłu stanowi odzwierciedlenie zwiększonego pustynnienia i zmian w użytkowaniu ziemi, jest więc w obrębie międzynarodowego zainteresowania.

W ramach finansowanego przez UE projektu "Proteomic approaches to assess the oceanic nitrogen biogeochemistry" (PROTEON) opracowano unikalną, wysokoprzepustową metodę badawczą, łączącą aktywność metaboliczną organizmów z ich tożsamością w danej próbce. Niniejsza analiza bazuje na białkach i naturalnych izotopach węgla oraz azotu obecnych w układzie modelowym.

Dwie kultury bakteryjne i próbka z jeziora meromiktycznego (w którym występują niemieszające się ze sobą warstwy wody) poddano analizie, aby stworzyć wysokoprzepustową metodę badawczą. Dotychczas członkowie projektu przeanalizowali zestaw danych metagenomicznych z Jeziora Mahoneya w Kanadzie. Powstały skrypt na temat zbiorowiska mikrobiologicznego i cyklu siarkowego został opublikowany w czasopiśmie Geobiology.

Badacze z powodzeniem stworzyli metodę identyfikacji białek wyznakowanych stabilnymi izotopami węgla (P-SIF). Izotopy azotu okazały się bardziej problematyczne, ale trwają prace nad rozwiązaniem technicznych problemów. Opis tych prac został opublikowany w recenzowanym czasopiśmie naukowym Analytical Chemistry. Przyszłe badania będą też poświecone ekstrakcji białek z wody morskiej i naukowcy będą pracować nad zwiększeniem ilości białek do analizy metodą P-SIF.

Nowatorska metoda P-SIF może stać się wartościowym narzędziem do oceny zależności między mikroorganizmami morskimi i ich roli w ekosystemie. Niniejsza metoda pozwoli na badania wcześniej nieznanych mikrobów, które mogą być kluczowe w zrozumieniu biogeochemicznych procesów w środowisku.

Wdrożenie w całej Europejskiej Przestrzeni Badawczej (ERA) umiejętności opracowanych i udoskonalonych przez projekt PROTEON umożliwi ocenę globalnych problemów, takich jak zmiany użycia ziemi. Nowe metody oceny środowiska mogą poprawić jakość badań europejskich i zwiększyć ich konkurencyjność.