Mei

аApril Ц 2008 Ц Augustus ааааArchief аааа

Mei 2008

	15 mei	Anammox belangrijke schakel in mondiale stikstofkringloopЕ

		In de mondiale kringloop van stikstof blijkt de oxidatie van ammonium met behulp van nitriet door bacteriыn in de oceanen zeer belangrijk te zijn. Dit vindt plaats onder zuurstof-arme omstandigheden en wordt anammox genoemd. Uit het onderzoek van promovenda Jayne Rattray blijkt dat ladderaanvetten met succes kunnen worden toegepast als tracers voor het aantonenа van anammoxbacteriыn. Ook werden er sterke aanwijzingen gevonden dat anammoxbacteriыn de ketenlengte van hun ladderaanlipiden veranderen om zich aan te passen aan de omgevingstemperatuur. Deze eigenschap kan gebruikt worden voor onderzoek naar temepratuurveranderingen in het (verre) verleden. Op basis hiervan ontwikkelde Rattray een nieuwe index voor de zeewatertemperatuur, de NL₅.
		Jayne Rattray voor haar praktisch werk uit bij het NIOZ Koninklijk Nederlands Instituut voor Zeeonderzoek op Texel en de Radboud Universiteit Nijmegen. Zij verdedigt haar proefschrift op 20 mei aan de Universiteit Utrecht. Het onderzoek werd gefinancierd door het Gebied Aard- en Levenswetenschappen van NWO.
Bacteriыn, die in staat zijn om onder een lage zuurstofspanning (anaeroob) ammonium te oxideren (anammox), zijn recentelijk gevonden als nieuwe leden van de biogeochemische stikstofcyclus. In zuurstofarm water en sedimenten zetten zij ammonium samen met nitriet om in stikstofgas, dat naar de atmosfeer kan ontwijken. Dit gebeurt in een bijzonder organel in de cel, het anammoxosoom. Anammox is nu aangetoond in de zuurstofloze Zwarte Zee, in de zuurstofminimum zones van upwellingsgebieden in de Stille Oceaan bij Peru en de Atlantische oceaan bij Namibiы, in zee- en zoetwater sedimenten, in tropische meren en zelfs in zee-ijs. Het anammox proces wordt ook toegepast voor de verwijdering van ammonium in anaыrobe afvalwaterzuiveringsinstallaties. Karakteristieke vetten Alle tot nu toe gevonden typen anammoxbacteriыn bezitten karakteristieke vetten in hun membranen. Deze zogenaamde ladderaanlipiden bevatten drie of vijf cyclobutaanringen, die elk uit vier koolstofatomen zijn opgebouwd. Hierdoor lijkt hun molecuulstructuur op een ladder. Omdat deze vetten uniek zijn voor anammoxbacteriыn, kunnen ze worden gebruikt als tracers voor deze organismen. Ook stelde Rattray vast, dat ladderaanlipiden niet alleen de vetten in de wand van het anammoxosoom zijn, maar dat ze ook voorkomen van de celwand van de bacteriыn. Om de analyse van de verschillende bij hoge temperaturen instabiele ladderaanlipiden te verbeteren, ontwikkelde Rattray een nieuwe analyse techniek. Deze maakt gebruik van hogedrukvloeistofchromatografie (HPLC) gekoppeld aan massaspectrometrie (APCI MS/MS). Hiermee zijn de ladderaanlipiden en de ladderaanfosfolipiden van verschillende soorten anammoxbacteriыn uit elk van de vier tot nu toe bekende genera geanalyseerd. Effecten van temperatuur In het Nijmeegse laboratorium gekweekte verrijkingsculturen van alle vier de anammox genera lieten zien dat de ketenlengte van de ladderaanlipiden stijgt met de kweektemperatuur. Dezelfde trend deed zich voor bij ladderaanlipiden afkomstig van gesuspendeerd organisch materiaal en van oppervlakte sedimenten uit verschillende zeegebieden ter wereld. Om de relatie tussen C₁₈ en C₂₀ ladderaanlipiden welke 5 cyclobutaan ringen bevatten te kwantificeren, is een index van ladderaanlipiden met 5 cylcobutaan ringen (NL₅) berekend. De NL₅ index laat ten opzichte van in situ temperaturen een significante relatie zien. Deze aanpassing van ketenlengte van ladderaan lipiden aan groeitemperatuur is vergelijkbaar met de regulatie van de vetzuurdistributie zoals gevonden bij andere bacteriыn. De NL₅ kan hierdoor worden toegevoegd aan het bestaande scala van (paleo-)zeewatertemperatuur proxies. Nieuwe syntheseroute De resultaten van een ¹³C-labeling studie met 2-¹³C acetaat als label lieten zien dat УCandidatus Brocadia fulgidaФ C_16:0en iso-C_16:0 vetzuren synthetiseren volgens bekende biosynthese routes. Het labelelingspatroon van koolstofatomen in de ringstructuren van de ladderaan groep kwam echter niet overeen met de hierop gebaseerde verwachting. Dit suggereert dat er een tot dusver onbekende route voor de biosynthese van ladderaanlipiden wordt gebruikt. Meer infomatie: Jayne Rattray (NIOZ), T: 06 12 907 637 E: jayne.rattray@nioz.nl Prof. dr. ir. Jaap Sinninghe Damste (NIOZ en Universiteit Utrecht, Promotor), T: 0222 369 550, E: damste@nioz.nl Prof. dr. ir. Mike Jetten (Radboud Universiteit Nijmegen, Promotor), T: 024- 365 2941, E: m.jetten@science.ru.nl Dr. Jan Boon (NIOZ Communicatie & PR), T: 0222 369 466, E: jan.boon@nioz.nl Proefschrift: Rattray, Jayne E. Ladderane lipids in Anammox Bacteria: Occurrence, Biosynthesis, and Application as Environmental markers. Geologica ultraiectina. Mededelingen van de Faculteit Geowetenschappen Universiteit Utrecht no. 288. No. ISBN: 978-90-5744-154-7. Promotie op dinsdag 20 mei om 16:15 in het Academiegebouw van de Universiteit Utrecht, Domplein 29.