15-10-2018 17:17:06

Nyopdaget mikrobe kan få stor betydning for drikkevandet og kvælstofbalancen

Forskere fra DTU Systembiologi og DTU Miljø har for første gang vist, at der findes en bakterie, som egenhændigt kan omdanne ammoniak og ammonium til nitrat, en proces, som man tidligere mente krævede to typer højt specialiserede og forskellige grupper af mikroorganismer. Den opdagelse kan revolutionere rensningen af drikkevand og medvirke til at bringe det globale kvælstofkredsløb tilbage i balance. Det unikke studie er netop publiceret i det prestigefyldte videnskabelige tidsskrift ISME Journal.
20. jul. 2016 Af DTU
Mikrobielle samfund i rapid sandfiltre har potentiale til fuldstændigt at omdanne ammoniak til nitrat.
Mikrobielle samfund i rapid sandfiltre har potentiale til fuldstændigt at omdanne ammoniak til nitrat.

I mere end et århundrede har man antaget, at omdannelsen af ammoniak til nitrat, også kaldet nitrifikation, kræver samarbejde af to specialiserede og forskellige grupper af mikroorganismer, nemlig de ammoniak-oxiderende mikrober, der omdanner ammoniak til nitrit, og nitrit-oxiderende mikrober, der omdanner nitrit til nitrat. Man havde teoriseret om, at der fandtes en mikrobe, som kunne oxidere ammoniak helt, men den var aldrig blevet observeret. 

I november 2015 blev to artikler publiceret i det anerkendte videnskabelige tidsskrift Nature, der dokumenterede berigelse, isolering og foreløbig karakterisering af mikrober, der kan udføre komplet nitrifikation eller commamox (komplet ammoniak-oxidation). Disse bakterier, som tilhører slægten Nitrospira havde man hidtil troet kun kunne omdanne nitrit, men nu var det påvist, at de fuldstændigt kunne omdanne ammoniak til nitrit.

Forud for offentliggørelsen af Nature-artiklerne, havde forskerne på DTU Miljø og DTU Systembiologi undersøgt mikrobielle samfund i rapid sandfiltre på danske vandrensningsanlæg. I disse miljøer er ammoniak den primære fødekilde for mikroberne, og derfor er nitrifikation en vigtig del af renselsesprocessen.

Forskerne fra DTU anvendte next generation DNA sekventerings-teknologi og observerede en uventet høj overflod af Nitrospira, hvilket antydede, at disse bakterier havde en anden rolle i renselsesprocessen end bare omdannelsen af nitrit. 

Professor Thomas Sicheritz-Pontén fra DTU Systembiologi siger:

”Vi påviste, at de mikrobielle samfund i rapid sandfiltre har potentiale til fuldstændigt at omdanne ammoniak til nitrat. Derved er der for første gang dokumenteret et real life-system, hvor det ny-opdagede commamox-mikrobielle kredsløb er mangfoldigt og formodentlig vigtigt.”

Opdagelsen er blevet udråbt som en af de mest betydningsfulde mikrobielle opdagelser i nyere tid og har medført, at forskerne nu må gentænke hele den globale kvælstofcyklus. Menneskelig aktivitet har bragt den globale kvælstofcyklus ud af balance, og opdagelsen af commamox-bakterierne er vigtig viden, som kan hjælpe forskerne i deres bestræbelser på at genoprette balancen. 

Professor Barth F. Smets siger:

”I den videre forskning på DTU Miljø fokuserer vi på forståelsen af økofysiologien og metabolismen af commamox-bakterierne med det endelige mål at udnytte mulighederne i disse nyopdagede mikrober til at forbedre effektiviteten af drikkevand og spildevandsrensning og til at bringe det globale kvælstofkredsløb tilbage i balance.”

DTU-forskerne indgav deres opdagelse til tidsskriftet ISME Journal inden offentliggørelsen af Nature-artiklerne.

Læs artiklen i ISME Journal Metagenomic analysis of rapid gravity sand filter microbial communities suggests novel physiology of Nitrospira spp Palomo, A. et al. (2016) 

Artiklen er oprindeligt publiceret på DTU. 


Deltag i debatten

Nyheder og arrangementer

Nyeste energi- og miljøjob

luk
close