Dans i mudder: Kabelbrud ødelægger bakteriers fest
Selv om man er begravet i mudder, kan man sagtens være omsværmet. Et nyt studie viser, at talrige andre bakterier sværmer tæt omkring kabelbakterier i den iltfrie havbund på en måde, der ligner dans. De bruger tilsyneladende kabelbakterien som en elektrisk livline til ilt. Og videooptagelsen nedenfor viser, at dansen stopper brat, hvis man skærer kabelbakterien over.
Lyseslukkerne, som skærer kabelbakterier over, er i dette tilfælde forskere fra Aarhus Universitets Center for Elektromikrobiologi (CEM), hvis formål netop er at opklare mysterierne om, hvordan kabelbakterier fungerer.
Kabelbakterier er centimeterlange, trådformede bakterier, der er forsynet med indre ledninger, som leder elektroner mellem iltholdige og iltfri zoner i mudder i havbunden.
Den første til at stoppe dansen var daværende ph.d.-studerende Jesper Jensen Bjerg, som for flere år siden sad i et laboratorium på universitetet i Wien og kæmpede med at følge elektrontransporten i kabelbakterier ved at måle forskelle i mængden af elektroner, der var til stede i cytochrom-proteiner hos dem. (Proteinet er vigtigt for cellers energistofskifte).
”Mens jeg blev mere og mere utålmodig, opdagede jeg pludselig noget uventet i mikroskopet: Hundredvis af mange forskellige slags bakterier svømmede i en tæt flok omkring den del af en kabelbakterie, som befandt sig i et iltfrit miljø. Det så ud, som om de dansede og havde en fest,” fortæller Jesper Jensen Bjerg, som nu er postdoc i CEM.
Senere opdagede han altså, at festen stoppede, når han skar kabelbakterien over med en laser.
Årelang indsats
Hans opdagelser dengang førte til en årelang indsats blandt forskerne på CEM for at opklare fænomenet. Og nu har de publiceret de foreløbige resultater i Nature Communications.
Det interessante er ikke bakteriers party-kultur, men hvad der rent kemisk/fysisk foregår mellem kabelbakterierne og deres små naboer, og hvad de hver især får ud af samspillet.
”De små bakterier er alle aerobe, altså de har brug for ilt, og de har tydeligvis en fordel ved at overføre elektroner til kabelbakterierne og dermed få en elektrisk forbindelse til ilt – men hvordan elektronerne kommer over i kabelbakterierne, ved vi endnu ikke helt. Og vi ved ikke, hvordan dette påvirker kabelbakterierne – om det gavner eller skader dem, eller om de er ligeglade,” siger professor Andreas Schramm, som er viceleder af CEM.
Masser af spørgsmål forude
Forskergruppen har dog påvist, at de små bakterier er metabolisk mere aktive, og at cytochromerne i deres celler er mere oxiderede (altså har afgivet elektroner), når de er tæt på en kabelbakterie. Der er altså tale om extracellular electron transfer (EET) fra de små bakterier.
Men opdagelsen af festen i mudderet rejser altså flere spørgsmål, end den foreløbig har besvaret. Forskerne bringer selv listen af spørgsmål i den videnskabelige artikel:
- Hvor udbredte og vigtige er disse interaktioner mellem bakterierne i havbunden?
- Hvilke specifikke molekyler er det, der formidler interaktionerne, og hvordan og hvor behandles de i cellerne på begge sider?
- Hvor meget af strømmen i en kabelbakterie stammer fra bakterieflokkene omkring den, og hvor stor en andel kan bakterieflokken høste af den energi, som kabelbakterien ellers kunne få?
- Er interaktionen gavnlig eller skadelig for kabelbakterien, og er den på nogen måde kontrolleret?
- Er der interaktioner med andre, ikke-bevægelige celler i det naturlige sedimentmiljø, og hvilke andre mikrobielle processer bliver måske stimuleret af den elektriske genvej til ilt, som kabelbakterier tilbyder?
Supplerende oplysninger | |
| Vi bestræber os på, at alle vores artikler lever op til Danske Universiteters principper for god forskningskommunikation. På den baggrund er artiklen suppleret med følgende oplysninger: | |
| Finansiering | Danmarks Grundforskningsfond (DNRF104, DNRF136), Carlsbergfondet (CF19-0666, CF21-0409), Det Europæiske Forskningsråd (European Research Council (Advanced Grant 291650) |
| Læs mere | Den videnskabelige artikel i Nature Communications |
| Kontakt | Postdoc Jesper Jensen Bjerg, Professor Andreas Schramm, |