Onderzoekers van de Universiteit van East Anglia hebben een sleutelgen ontdekt voor de synthese van een van 's werelds meest voorkomende zwavelmoleculen.

Dimethylsulfoniopropionaat (DMSP) is een belangrijke voedingsstof in mariene milieus met meer dan een miljard ton die jaarlijks wordt geproduceerd door marien fytoplankton (microscopisch kleine plantachtige cellen), zeewier en bacteriën.

Wanneer mariene micro-organismen DMSP afbreken, ze geven een klimaatverkoelend gas af dat dimethylsulfide (DMS) wordt genoemd, die ook de kust zijn karakteristieke geur geeft.

De ontdekking van een gen (genaamd DSYB) dat verantwoordelijk is voor de synthese van DMSP, vandaag gepubliceerd in Natuur Microbiologie , betekent een enorme stap voorwaarts op het gebied van zwavelcycli in mariene omgevingen. Het zou wetenschappers ook in staat kunnen stellen om de impact van klimaatverandering op de DMSP-productie beter te voorspellen.

Het team ontdekte dat dit gen, en daarom DMSP-synthese zelf, is waarschijnlijk ontstaan ​​in mariene bacteriën en werd later doorgegeven aan fytoplankton, die zijn geëvolueerd tot mariene fabrieken voor dit molecuul.

Hoofdonderzoeker dr. Jonathan Todd, van UEA's School of Biological Sciences, zei:"DMS is een zeer belangrijk gas. Over de wereldzeeën, zeeën en kusten, tientallen miljoenen tonnen ervan worden vrijgegeven door microben die in de buurt van plankton en zeeplanten leven, waaronder zeewier en enkele kweldergrassen.

"Men denkt dat DMS het klimaat beïnvloedt door het vergroten van wolkendruppels die op hun beurt de hoeveelheid zonlicht die het oceaanoppervlak bereikt verminderen. Deze zelfde wolken zijn van vitaal belang bij de verplaatsing van grote hoeveelheden zwavel van de oceanen naar het land, waardoor de productie van DMSP en DMS een cruciale stap is in de wereldwijde zwavelcyclus.

"Marine fytoplankton produceert het grootste deel van de wereldwijde DMSP. Tot nu toe, we kenden geen van de fytoplanktongenen die verantwoordelijk zijn voor de synthese van deze zeer overvloedige mariene voedingsstof."

De ontdekking van genen die betrokken zijn bij de productie van DMSP in fytoplankton, evenals bacteriën, zal wetenschappers in staat stellen beter te evalueren welke organismen DMSP maken in het mariene milieu en te voorspellen hoe de productie van dit invloedrijke molecuul kan worden beïnvloed door toekomstige veranderingen in het milieu, zoals de opwarming van de oceanen als gevolg van klimaatverandering.

Dr. Todd zei:"De identificatie van de DMSP-synthesegenen in mariene bacteriën en fytoplankton stelt ons in staat om voor het eerst te evalueren welke organismen DMSP in het milieu produceren. Deze ontdekking is een enorme stap voorwaarts op het gebied van zwavelcycli in mariene omgevingen. "

Dr. Andrew Curson, ook van UEA's School of Biological Sciences en een van de leidende onderzoekers op het papier, zei:"Het DSYB-gen wordt gevonden in alle belangrijke fytoplanktongroepen die dit ecologisch belangrijke molecuul produceren. Ook, omdat het betrokken is bij zo'n cruciale stap in de syntheseroute, de regulatie van het DSYB-gen door omgevingscondities is van groot belang bij het bepalen hoeveel DMSP uiteindelijk wordt geproduceerd."

PhD-studente Beth Williams, die ook een belangrijke bijdrage leverde aan het onderzoek, toegevoegd:"De ontdekking van de evolutionaire link tussen bacterieel en fytoplankton DSYB was zowel verrassend als interessant, omdat het aangaf dat het vermogen om DMSP via deze route te synthetiseren afkomstig is van bacteriën. Dit suggereert dat bacteriën een nog belangrijkere rol kunnen spelen in de wereldwijde DMSP-synthese, zowel historisch als in het heden."