science >> Wetenschap >  >> Natuur

Vitamine b12, en een knock-off-versie, complexe markt creëren voor mariene vitamines

Een oceanografische sampler, bekend als een rozet, tijdens een cruise in 2013 in de noordelijke Stille Oceaan. Elke fles bevat water van verschillende diepten, zo verzamelden onderzoekers monsters van de vitamines op zee. Krediet:Kevin Simans/Universiteit van Washington

Het nieuwe jaar is een drukke tijd voor apotheken en venters van alle gezondheidsgerelateerde producten. In de oceanen, mariene organismen zijn afhankelijk van voedingsstoffen, te, maar de bron van hun vitamines is soms mysterieus.

Oceanografen van de Universiteit van Washington hebben nu ontdekt dat vitamine B12 in twee verschillende versies in de oceanen voorkomt. Een microbe waarvan wordt gedacht dat hij de belangrijkste leverancier is van B-12 in de open oceanen, cyanobacteriën, maakt eigenlijk een "pseudo"-versie die alleen zijn verwanten kunnen gebruiken.

De studie heeft implicaties voor waar algen en andere organismen een vitamine kunnen krijgen die essentieel is voor het voeden van het leven in zee. De krant staat in het nummer van 10 januari van de Proceedings van de National Academy of Sciences .

"Ik denk dat de wereld gewend raakt aan het idee dat alle levensvormen in zekere zin afhankelijk zijn van micro-organismen, " zei corresponderende auteur Anitra Ingalls, een UW universitair hoofddocent oceanografie. "Dit is een ander geval waarin micro-organismen een heel grote rol spelen in het voortbestaan ​​van anderen, maar niet helemaal op de manier die we hadden verwacht."

alle dieren, van mensen tot walvissen tot zeekomkommers, vitamine B12 nodig. Maar alleen bepaalde microben kunnen het complexe, kobaltbevattend molecuul. Voor landbewoners is een belangrijke bron de microben die gedijen in de ingewanden van dieren, daarom is rundvlees zo'n goede bron van B-12. Schelpdieren stapelen ook veel B-12 op. In de oppervlaktewateren van de open oceanen, een hoofdleverancier van B-12 werd verondersteld cyanobacteriën te zijn geweest.

Maar het nieuwe papier gebruikt verschillende technieken, waaronder bemonstering in de Stille Oceaan, genetische analyses en groeiende bacterieculturen in het laboratorium - om te bewijzen dat cyanobacteriën een andere vorm maken, bekend als "pseudo" B-12.

Dat betekent dat al het andere lichtabsorberende fytoplankton in de oceanen hun B12 ergens anders vandaan haalt.

"Fytoplankton is ongelooflijk belangrijk als basis van het mariene voedselweb, voor zuurstofopwekking op aarde en koolstofopname in de oceaan, " zei eerste auteur Katherine Heal, een UW-promovendus in oceanografie. "Iemand maakt B-12 voor hen, en het is niet wie we dachten dat het was."

Onderzoekers zuiverden eerst "pseudo"-B12 uit spirulina, een van de zee afkomstig gezondheidssupplement, zodat ze het in de oceaan konden meten. Deze flesjes bevatten fracties spirulina tijdens een zuiveringsstap. Krediet:Katherine Heal/Universiteit van Washington

De eerste hint van een knock-off vorm van B-12 kwam van de zeealgen spirulina, een populair gezondheidssupplement. Analyses van de inhoud ervan in Japan toonden een ongebruikelijke vorm van het B-12-molecuul.

In eerder onderzoek is Heal ontwikkelde een methode voor het meten van sporen van B-12 in zeewater die onderscheid kunnen maken tussen vergelijkbare moleculen. De nieuwe studie paste die techniek toe om te zien waar verschillende vormen van vitamine B12 in de open oceaan voorkomen.

"Toen ik begon te zoeken, Ik zag dat in sommige delen van de oceaan de pseudo B-12 zelfs vaker voorkomt dan de reguliere B-12, ' zei Heal.

Het onderzoek bevestigt dat vrijwel alle cyanobacteriën, de dominante vorm van licht-oogstende organismen in oceanische gyres en andere delen van de open oceaan, maak en gebruik alleen pseudo B-12. De twee vormen van B-12 zijn onverenigbaar, dus cyanobacteriën hebben ook een andere vorm van het eiwit dat die vitamine nodig heeft om te functioneren.

"Niemand heeft aangetoond dat dit molecuul, pseudo B-12, bestaat in de omgeving, "Zei Heal. "Nu weten we waar het vandaan komt, waarom het daar is, en we hebben enkele hints dat het kan worden herschikt."

Het mariene milieu kan een gespecialiseerde subset van microben bevatten die pseudo-B-12 kunnen omzetten in gewone B-12, het creëren van een soort zwarte markt voor de geconverteerde vitamines.

"Daarvoor zouden verschillende specifieke microben op dezelfde plaats naast elkaar moeten bestaan, en suggereert een complexe onderlinge afhankelijkheid, ' zei Ingals.

De auteurs laten ook zien dat voor veel delen van de oceaan nu blijkt dat reguliere B-12 rechtstreeks wordt geleverd door mariene archaea. Experimenten in de studie tonen aan dat archaea de dominante bron van B-12 kan zijn in delen van de oceaan waar ze leven, voortzetting van eerdere resultaten van de UW-onderzoeksgroep.

"Om het mariene ecosysteem te begrijpen, je moet begrijpen wat groei ondersteunt, " Zei Ingalls. "We weten waar stikstof en fosfor vandaan komen. Maar voor vitamine B12, een molecuul waarvan we al meer dan een halve eeuw weten, we realiseren ons nu pas wie het haalt in het mariene ecosysteem."