Frossen kraft: Arktiske mikrober og kampen mot metangass

Dypt inne i permafrosten i Arktis kan mikroorganismer spille en viktig rolle i å bremse utslipp av klimagassen metan. I sin avhandling studerer Patil metanotrofe bakterier som forbruker metan. Etter hvert som Arktis varmes opp, tiner permafrosten og de unike kjegleformete iskjerneformasjoner også kjent som pingo. I permafrosten ligger det bundet betydelige mengder metangass som har vært låst i jorden i tusener til millioner av år. Hvis permafrosten tiner vil store mengder klimagasser bli frigitt, noe som vil forsterke klimagassutslippet og ytterligere oppvarming av Arktis. Metan er en av de mest potente klimagassene, mye sterkere enn karbondioksid. Metanotrofe mikroorganismer i permafrost og pingo kan konsumere metan og bygge opp cellemateriale fra denne gassen. Metan omdannes dermed til karbondioksyd som er en mindre potent klimagass før den slippes ut i atmosfæren.

I sitt arbeid tar Patil for seg de metanoksiderende bakteriene som lever i permafrost-jord og pingo-sedimenter hvor store mengder metan er påvist. Gjennom dette arbeidet har hun karakterisert diversiteten av mikroorganismene som lever der og kartlagt mangfoldet av de metanoksiderende. Målet har vært å få en økt forståelse av disse økosystemene og mikroorganismenes rolle i reguleringen av utslipp av klimagassene metan og karbondioksyd. Ved å bruke molekylære metoder basert på kartlegging av diversiteten av 16S rRNA genet i kombinasjon med metagenomikk har hun dokumentert mangfoldet av de metanoksiderende mikrobene i både permafrostjord og pingo-systemer. I tillegg hat hun satt opp anrikningskulturer med metan som eneste karbonkilde for å dyrke metanoskiderende bakterier fra permafrost og pingo i laboratoriet. Hun har gjennom dette arbeidet klart å isolere en ny kuldeelskende metanoksiderende bakterie. Dette er ny og avgjørende kunnskap for å forstå hvordan disse mikrobene reagerer på klimaendringene for å kunne forutsi fremtidige metanutslipp.

Patils forskning utvider vår forståelse av effekten av klimaendringer og de metanoksiderende bakteriers genomiske mangfold og metabolsk potensial.  Resultatene kan gi innblikk i hvordan disse mikrobene kan bidra betydelig til å redusere metanutslipp. Hun har samarbeidet med ledende forskere i Arktis og har hatt et forskningsopphold ved University of California, Berkeley. Patil ble tildelt Arctic Field-stipend fra Norges forskningsråd i 2021.

Personalia

Shalaka Kiran Patil fullførte sin mastergrad i mikrobiologi i 2016 i India. Etter mastergraden arbeidet hun som forsker ved National Center for Cell Science i India. Arbeidet ble utført ved Institutt for biovitenskap (BIO) under veiledning av Professor Lise Øvreås (UiB, hovedveileder), Professor Andrew Hodson (UNIS) og Dr. Alexander Tveit (UiT).