Onderzoek Diana Vasquez Cardenas

Abstract

Kabelbacteriën zijn in staat elektriciteit om te geleiden over een afstand van centimeters, wat drie orden van grootte verder is dan alle bekende vormen van biologisch transport. Tot nu toe heeft onderzoek zich voornamelijk geconcentreerd op de kabelbacteriën zelf, maar recente gegevens leveren aanwijzingen voor een nauwe koppeling tussen kabelbacteriën en geassocieerde micro-organismen. Mogelijke interacties omvatten een mutualistische uitwisseling van metabolische substraten (klassieke syntrofie) of, meer intrigerend, directe uitwisseling van elektronen met de partner organismen. In dit project zullen we het bestaan en de aard van dergelijke interacties onderzoeken. Onze hypothese is dat lange-afstand elektronentransport in aquatische sedimenten niet enkel gemedieerd wordt door kabelbacteriën alleen, maar dat er een consortium van kabelbacteriën en geassocieerde partnermicroben er bij betrokken zijn. Veldbemonstering in mariene en brakke milieus zal gecombineerd worden met gerichte incubatie-experimenten in het laboratorium. Next generation sequencing methodes en microscopie zullen toegepast worden, en via correlatieanalyse zal ik associaties tussen kabelbacteriën en andere microben ontrafelen. Metatranscriptomen zullen licht werpen op potentiële elektrische of metabole interacties. Het project zal ons inzicht geven in elektrogene sedimenten, met mogelijk belangrijke implicaties voor de biogeochemie van sedimenten en microbiële ecologie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Meysman Filip
• Co-promotor: Geelhoed Jeanine
• Co-promotor: Vasquez Cardenas Diana
• Mandaathouder: Ley Philip

Onderzoeksgroep(en)

• Geobiologie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Tien jaar geleden werd een uniek elektrisch microbieel metabolisme ontdekt in de zeebodem, dat een revolutie teweegbrengt in onze traditionele opvattingen over biogeochemie en microbiële ecosystemen. Deze meercellige microben worden "kabelbacteriën" genoemd, omdat ze -net als elektriciteitskabels- elektrische stromen over grote afstanden transporteren. Kabelbacteriën vormen dichte netwerken in het milieu die de geochemische samenstelling van de zeebodem drastisch veranderen. Dit nieuwe, op elektriciteit gebaseerde, metabolisme omzeilt de traditionele cascade van redox-reacties en stelt zo de huidige kennis in twijfel over hoe oxidatie-reductiereacties plaatsvinden in natuurlijke systemen. Interessant is dat kabelbacteriën niet alleen lijken te werken, maar elektrische interacties aangaan met andere microben. De hypothese is dat de bijbehorende microben elektronen wisselen met de kabelbacteriën en het geleidende netwerk gebruiken als een "elektronensnelweg". Door een dergelijke samenwerking krijgen microben toegang tot elektronenbronnen (en –afgiftepunten) op centimeters afstand, via de kabelbacterie-filamenten. Dit onderzoeksvoorstel heeft tot doel inzicht te verschaffen in deze nieuwe vorm van microbiële samenwerking en de onderliggende mechanismen die dit "elektrische ecosysteem" aandrijven, door middel van een multidisciplinaire benadering die moleculaire biologie, geochemie en nieuwe microbiële kweektechnieken samenbrengt.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Meysman Filip
• Mandaathouder: Vasquez Cardenas Diana

Onderzoeksgroep(en)

• Geobiologie

Project type(s)

• Onderzoeksproject