Interakcije između algi i bakterija su od suštinskog značaja za primarnu produktivnost Zemljinih okeana i površinskih voda. Bakterije mogu povećati produktivnost algi tako što proizvode ključne faktore, kao što su vitamini, molekuli koji helatiraju gvožđe i hormoni rasta. Pored toga, bakterije remineralizuju organsku materiju – proces koji obezbeđuje stabilno snabdevanje hranljivim materijama algama. Međutim, o ovom procesu se ne zna mnogo.
Sada studija detaljno opisuje uzimanje organske materije iz algi i remineralizaciju od strane 15 bakterijskih ko-kultura i naknadnu inkorporaciju rezultujućih hranljivih materija od strane alge Phaeodactilum tricornutum, dijatomeje. Rad je objavljen u časopisu Nature Communications.
Iako su alge suštinski deo primarne produktivnosti na mestima kao što je okean, nedostaju detalji o njihovim odnosima sa bakterijama. Ova studija kvantifikuje bakterijsko usvajanje hranljivih materija dobijenih iz algi i naknadnu inkorporaciju remineralizovanog ugljenika i azota od strane algi. Istraživači su takođe identifikovali tri odvojene kategorije metaboličkih interakcija koje otvaraju vrata za buduća istraživanja u ovoj oblasti, uključujući ekološke studije, pomažući da se zatvori jaz između onoga što je poznato i što nije poznato o interakcijama između bakterija i algi.
Ovi rezultati istraživanja daju važne detalje za potencijalno povećanje biomase algi za proizvodnju biogoriva i uopšte za razumevanje kruženja elemenata velikih razmera.
Remineralizacija organske materije bakterijama je od vitalnog značaja za rast algi, ali se o tom procesu ne zna mnogo. Stoga, identifikacija bakterija koje mogu da obezbede više remineralizovanih hranljivih materija za alge trenutno nije moguća. Ova studija, po prvi put, kvantifikuje i inkorporaciju rastvorenog organskog ugljenika i azota iz algi od strane bakterija i obrnuti proces, gde remineralizovane hranljive materije naknadno ugrađuju alge.
Petnaest bakterijskih ko-kultura je uzgajano uz dijatomeju Phaeodactilum tricornutum, a kretanje ugljenika i azota između ćelija je praćeno i analizirano korišćenjem praćenja izotopa na nivou jedne ćelije i nano-razmerne sekundarne jonske masene spektrometrije. Dodatni podaci o metabolomici i proteomici su dobijeni u Laboratoriji za molekularne nauke o životnoj sredini (EMSL), korisničkom objektu Kancelarije za nauku Ministarstva energetike (DOE) u Nacionalnoj laboratoriji Pacifik severozapad.
Neočekivano, multiinstitucionalni tim je identifikovao varijabilnost između sojeva, pa čak i između ćelija u neto inkorporaciji ugljenika i azota, upotrebi i remineralizaciji. Koristeći dobijene podatke, tim je identifikovao tri kategorije, ili saveze, metaboličkih interakcija: remineralizatori makromolekula, korisnici makromolekula i korisnici malih molekula. Ovi cehovi nisu bili povezani sa filogenijom, niti su se mogli razjasniti isključivo na osnovu predviđenog metaboličkog kapaciteta.
Ovaj rad predstavlja ključnu odskočnu dasku u razumevanju odnosa između bakterija i algi i naglašava potrebu za dodatnim istraživanjima, uključujući ekološke studije mikrobnih metaboličkih interakcija.
