Bakteriefunn opnar nytt forskingsfelt

Bakterien stammar frå ei prøve som postdoktor Laila Reigstad tok med seg heim frå ei varm kjelde på halvøya Kamtsjatka i Aust-Russland, eit område som er kjend for mykje vulkansk aktivitet.

Difor har organismen fått kallenamnet Kam1 inntil vidare.

Medan dei tidlegare kjende metan-etande (metanotrofe) bakteriane, som alle høyrer til fylumet “proteobakteriar”, trivst best i moderate miljø, likar Kam1 seg best i varme og sure omgjevnader.

Helst vil han ha temperaturar på kring 55 grader og ein pH på 3,5, men han veks også i enno varmare og surare miljø.

Funnet er gjort av forskarar ved Institutt for biologi og Senter for geobiologi, og vart publisert i ein artikkel i PNAS sist veke.

Opnar for mange nye spørsmål

- Då eg prøvde å dyrke prøva frå Kamtsjatka og såg at det vaks bakteriar ved veldig låge pH-verdiar, tenkte eg at vi kanskje ville finne noko heilt nytt, seier doktorgradsstipendiat Tajul Islam, som er førsteforfattar på artikkelen.

Funnet viser at metanoksiderande bakteriar er meir varierte enn ein har trudd, og det opnar for ei rekkje spørsmål om korleis evna til å oksidere metan har oppstått.

Har han oppstått ein gong for lenge sidan og blitt konservert av organismar som har utvikla seg i ulike retningar? Eller har han oppstått fleire gonger i løpet av utviklinga?

Ein tredje moglegheit er at ein organisme som kunne leve av ammonium, har endra seg til å kunne leve av metan i staden. Det er nemleg svært like enzym som er involvert i begge prosessane.

- Det er eitt spesielt nøkkelenzym som gjer det mogleg for bakterien å oksidere metan, både hos Kam1 og hos dei tidlegare kjente artane som høyrer til i ei heilt anna fylogenetisk gruppe, fortel professor Nils-Kåre Birkeland som er leiar for forskingsgruppa.

- Difor trur eg personleg at dette er ein gammal eigenskap, og at dei metanoksiderande bakteriane har same stamfar. Men det er vanskeleg å gje eit sikkert svar på.

Utbreidd, men ukjend

Kam1 høyrer til ei utviklingslinje kalla Verrucomicrobia. Desse organismane er svært vanlege og lever i mange miljø, som vatn, tarmsystem hjå pattedyr, eller i jord, der dei nokre gonger kan utgjere 10-20 prosent av mikroorganismane.

Vi lyt altså rekne med at dei spelar ei stor rolle i økologisk samanheng. Likevel veit ein ikkje så mykje om dei. Det nye funnet kan difor gje oss verdfull informasjon om metabolismen og dei biogeokjemiske eigenskapane til desse organismane.

I det minste viser det at metanetande bakteriar kan leve i meir ekstreme miljø enn venta.

- Hovudproblemet er at dei veks seint. Prøver ein å dyrke dei, vil andre organismar lett ta over og dominere, seier forskar Øivind Larsen, som også har delteke i arbeidet.

- I eit stabilt system, som ein ofte kan finne i jord, kan dei derimot finne si eiga nisje. Vi hadde nok litt flaks som fekk ei prøve frå eit miljø som er så spesielt at det fanst få andre typar bakteriar der.

Nye strukturar for metanoksidering?

Vanlegvis har metanetande bakteriar eit karakteristisk system av membranar der metanoksideringa skjer. Slike membransystem har ikkje Kam1. I staden fann forskarane fleire små “pakkeliknande” strukturar inne i cella.

- Det er logisk å tenke seg at det er her metanoksidasjonen skjer, men enno har vi ikkje noko prov for det. I alle fall kan desse strukturane opne eit nytt forskingsfelt, hevdar Birkeland.

Ved eit tilfelle er den same bakterien blitt karakterisert om lag samstundes av to andre uavhengige forskargrupper, som har teke prøver frå andre stader.

Alle gruppene har publisert sine funn i desse dagar, sjølv om bergensforskarane er nokså visse på at dei var først ute med å sende inn resultata sine.

- Dei andre gruppene held på med å sekvensere genomet til organismen, og på sikt bør vi også gjere det, slik at vi kan samanlikne dei, seier Birkeland.

Førebels er dei opptekne med å analysere anna materiale som er samla inn, og som Tajul Islam har brukt lange timar på å dyrke fram i laboratoriet. Der kan det ligge fleire nye funn.