Hvordan arkebakterier ånder sulfat

Svovel er en ganske liten, men viktig, del av kroppen (0,25 %) og vår jordskorpe (~0.1 %). Redusert svovel – sulfid - er lukten vi forbinder med råtne egg. Sulfid reager med metallioner i kroppen og er ett av de giftigste stoffene vi kjenner. Ikke bare er sulfid produsert av sulfat-reduserende mikroorganismer et helseproblem i offshore-industrien, sulfid reager også med metallioner fra rør og strukturer og forhaster korrosjon. Siden sulfid (S^2-) reagerer lett med oksygen (O₂) og til slutt danner sulfat (SO₄^2-) i havet, lever vi tilsynelatende ganske sulfid-frie liv. Men du kan ikke puste lettet ut enda - dersom alt svovel i jordskorpen fikk reagere og danne SO₄^2- ville O₂ nivået i atmosfæren synke med ca. 40 %. Heldigvis finnes det sulfatreduserende organismer på havbunnen som gjendanner sulfid og hjelper til med å holde O₂-nivået i atmosfæren på behagelige 21 %. Om du ikke kjenner lukten av råtne egg - trekk pusten dypt og send en takknemlig tanke til de sulfatreduserende mikroorganismene.

Siden du ånder med O_2, får du ca. ti ganger høyere energiutbytte en om du pustet med SO₄^2-. Hvordan klarer de sulfatreduserende mikroorganismene å leve på så lite energi? – det svaret har vi ikke enda. 

I dette doktorgradsarbeidet har Hocking undersøkt den sulfatreduserende arken Archaeoglobus fulgidus. I motsetning til mange bakterier har A. fulgidus et mindre komplisert nettverk av elektrontransport-systemer. Ved hjelp av genomsekvensering av den nært beslektede arten A. sulfaticallidus, og måling av endringer av mRNA i cellen, har man prøvd å tilnærme seg problemet.

Ved å sammenligne resultatene med sulfatreduserende bakterier og andre arker har Hocking bidratt til en større forståelse for hvordan A. fulgidus kan leve gjennom sulfatreduksjon. Ved å bruke modeller for den nyoppdagede mekanismen for «flavin-avhengig-elektron splitting» (bifurkering) diskuterer Hocking gjennom sitt arbeid mekanismer og komponenter for å løse ett av de siste og største problemene i mikrobiell respirasjon.

Personalia:
MSc William Hocking er født i 1982 i Stavanger. Doktorgraden er utarbeidet ved Senter for geobiologi ved Institutt for biologi, UiB. Doktorgradsarbeidet er finansiert med støtte fra norsk forskningsråd, han har i tillegg jobbet som naturfag og kjemilærer ved Metis/Akademiet VGS Bergen.