Intact polar lipids of ammonia-oxidizing Archaea: Structural diversity anapplication inmolecular ecology
Pitcher, A. (2011). Intact polar lipids of ammonia-oxidizing Archaea: Structural diversity anapplication inmolecular ecology. Geologica ultraiectina, mededelingen van de faculteit aardwetenschappen, 337. PhD Thesis. [S.n.]: [s.l.]. ISBN 978-90-5744-198-1. 1-227 pp. http://hdl.handle.net/1874/200226
Deel van: Geologica ultraiectina, mededelingen van de faculteit aardwetenschappen, meer
|  |
| Abstract |
Niet-extremofiele Crenarchaeota zijn alomtegenwoordig en vormen een belangrijk onderdeel van microbiële levensgemeenschappen in vele hedendaagse ecosystemen. Deze microörganismen biosynthetiseren glycerol dialkyl glycerol tetraethers (GDGT) als membraanlipiden en worden gebruikt om de aanwezigheid en activiteit van deze microben in diverse moderne ecosystemen te duiden. Daarnaast worden de distributies van deze GDGTs gebruikt om zeewatertemperaturen uit een ver verleden te reconstrueren met behulp van de zogenaamde TEX86 palaeothermometer. Het gebruik van membraanlipiden in de moleculaire ecologie biedt toegevoegde waarde ten opzichte van (meta)genomische benaderingen omdat het een onafhankelijke methode is ten opzichte van die gebaseerd op nucleïnezuren (DNA of RNA) waarin de extractie tot een mogelijke bevoordeling van bepaalde groepen microörganismen kan leiden. Anderzijds is het niet altijd duidelijk of specifieke biomarker lipiden afkomstig zijn van levende of dode cellen. IPLs afkomstig van crenarchaeota bestaan uit een GDGT, die de kern vormt, waaraan één of meerdere polaire groepen gebonden zijn. Zij worden verondersteld markers te zijn voor levende Crenarchaeota. Dit proefschrift beschrijft onderzoek dat gericht is op de ontwikkeling van het gebruik van intacte polaire lipiden (IPLs) in ecologische studies van ammoniak-oxiderende Crenarchaeota (AOA). Om dit te bewerkstelligen werden verbeteringen aangebracht in zowel de directe IPL analysemethode als de indirecte methode dieGDGT afkomstig van IPLs analyseert. Informatie verkregen door analyse van vier nieuwe verrijkingsculturen van ammoniak-oxiderende Crenarchaeota speelde hierbij een belangrijke rol. De nieuw ontwikkelde analysemethoden werden toegepast op drie verschillende milieu?s: heetwaterbronnen uit Californië, de Arabische Zee zuurstof minimum zone (OMZ), en het kustwater van de Noordzee. Vergelijkingen tussen IPL en op DNA-gebaseerde moleculaire gegevens tonen een completer beeld van de verspreiding en abundantie van ammoniak-oxiderende Crenarchaeota in deze ecosystemen. Daarnaast toont het de algemene robuustheid van IPL analyses in moleculaire ecologische studies aan. 217Om onderscheid te kunnen maken tussen GDGTs afkomstig van levende organismen en die aanwezig in fossiel organisch materiaal is een chromatografische fractionering van de IPL GDGTs en die waar de polaire groep reeds van verwijderd is vereist. Vervolgens kan de IPL GDGT fractie onderworpen worden aan zure hydrolyse, waarna in beide fracties de GDGTs geanalyseerd kunnen worden. Conventionele kolomscheiding gebaseerd op de scheiding van bacteriële glyco-en fosfolipiden werden niet geschikt bevonden voor de scheiding van GDGT gebaseerde IPLs. Scheiding over geactiveerde silicagel, met elutie van achtereenvolgens hexaan: ethylacetaat (3:1, v/v), ethylacetaat, en methanol, leidde tot fracties sterk verrijkt in GDGTs zonder polaire groep, glyco- en fosfo-GDGTs, respectievelijk. Deze sterk verbeterde methode zal toegepast moeten worden in toekomstige studies.De oorsprong van crenarchaeol (de meest karakteristieke GDGT membraanlipide van AOA) in terrestrische warmwaterbronnen werd bestudeerd met behulp van bovenstaande methode. De hypothese dat crenarchaeol uitsluitend werd gesynthetiseerd door mesofiele Crenarchaeota werd in twijfel getrokken nadat crenarchaeol in terrestrische warmwaterbronnen gevonden werd en aangetoond werd dat crenachaeol gebiosynthetiseerd wordt door de thermofiele AOA, "Ca. Nitrocaldus yellowstonii". Crenarchaeol werd in relatief grote hoeveelheden aangetroffen in de IPL-GDGT fracties afkomstig van heetwaterbronnen uit Californië. Dit bevestigde dat crenarchaeol inderdaad in situ gebiosynthetiseerd wordt bij hoge temperatuur door ammoniak-oxiderende Crenarchaeota. Dit blijkt tevens uit de goede overeenkomst in de concentraties van enerzijds het amoA gen en anderzijds van IPL-afkomstig crenarchaeol.De karakterisering van AOA wordt belemmerd door de moeilijkheden in het ve |
|
