Ученые из Калифорнийского университета в Беркли выяснили, что изотопный состав метана — одного из самых мощных парниковых газов, усиливающего потепление примерно в 28 раз сильнее углекислого (CO₂), — определяется не только «рационом» его микроскопических производителей, метаногенов, но и тем, как они реагируют на изменения среды.
Около двух третей метана на планете выделяют микробы, живущие без кислорода: в болотах, рисовых полях, на свалках и в кишечнике жвачных животных. До сих пор происхождение метана определяли по его изотопному отпечатку — соотношению легких и тяжелых атомов углерода и водорода, полагая, что этот показатель главным образом зависит от типа пищи метаногенов (уксус (ацетат), метанол или водород).
В новом исследовании впервые применили CRISPR для управления активностью ключевого фермента — метилкоэнзим М-редуктазы (MCR), который участвует в синтезе метана. Эксперименты с видом Methanosarcina acetivorans показали, что при снижении активности фермента из-за нехватки пищи изотопный состав газа меняется, потому что часть водорода начинает поступать из воды, а не только из исходных субстратов.
Этот эффект может объяснить, почему «полевые» замеры изотопов часто отличаются от лабораторных, и значит, вклад разных природных источников в общий баланс метана Земли мы могли оценивать неверно. Например, роль микробов, питающихся ацетатом, вероятно, выше, чем считалось.
Авторы полагают, что объединение молекулярной биологии геохимии изотопов помогает точнее определять источники метана и в будущем, чтобы перенаправлять работу метаногенов с выработки парникового газа на производство полезных веществ.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что экологи нашли источник скрытых выбросов парниковых газов.
