Upload
ahmad-fouad-khadem
View
208
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
Ahmad F. Khadem5 december 2012
Methanotrophy under extreme conditions
Biochemistry and physiology of Methylacidiphilum fumariolicum SolV
Methanotrofie onder extreme condities Biochemie en fysiologie van
Methylacidiphilum fumariolicum SolV
Methaan eten
Wetenschappelijke naam van het micro-organisme
Vervoermiddelen
Energie
Huishoude
ns
Ontdekt in 1778 Is een belangrijke fossiele brandstof Belangrijkste component van aardgas
Methaan (CH4)
Maar... Na kooldioxide (CO2) het belangrijkste broeikasgas Draagt tot 20% bij aan het broeikaseffect Atmosferische concentratie steeg 2,7 sinds de industrialisatie
Methaan (CH4)
Broeikaseffect
Temperatuur stijging
IJskappen smelten
Zee niveau stijging
En alle gevolgen vandien
Chemisch
Methaan balans: productie oxidatie
Antropogeen
Natuurlijk
Biologisch
Chemisch OH. reacties in de atmosfeer
Biologisch Methanotrofe micro-organismen (met of zonder zuurstof)
Methanotrofen zijn belangrijke spelers voor het behoud van de
methaan balans op onze planeet
Methaan balans: productie oxidatie
Ontdekking van methanotrofen (1906)
Meer dan 100 methanotrofen geisoleerd (1970)
Nog meer methanotrofen geïsoleerd (tot 2007)
Methanotrofe micro-organismen
Allemaal Proteobacterië
n
Maar... 100 jaar later,In 2007-2008 werden nieuwe methanotrofen ontdekt
Geïsoleerd uit vulkanische gebieden
Allemaal Verrucomicrobia
Verschil
Methylacidiphilun fumariolicum SolV
Methylacidiphilun infernorum V4
Methylacidiphilun kamchatkensis Kam1
Top
Wetenschappelijke Tijdschriften
2 x Nature 1 x PNAS
Hell’s gate in Nieuw-Zeeland Methylacidiphilum infernorum V4
Methanotrofe Verrucomicrobia
Uzon Caldera in Rusland Methylacidiphilum kamchatkense Kam1
Solfatara in Italië Methylacidiphilum fumariolicum SolV
De ontdekking van SolV
Foto dr. Arjan Pol
Campi Flegrei (brandende velden), Napels, Italië
Ondiepe vulkanische krater
4000 jaar oud
Slapende vulkaan
Land van zwavel
Medische doeleinden
Laatste uitbarsting in 1198
Freatische uitbarsting
Explosieve stoom uitbarsting
Het grondwater interageert met magma
Fumarolen fonteinen van hete stoom
Zijn een toeristische attractie
CO2CH4
De ontdekking van SolV
Foto dr. Arjan Pol
Fangaia (modder poel) Bemonstering
Heet: 50-70°C
Zuur: pH 1-2
Laag zuurstof
De ontdekking van SolV
Onderzoeksvraag
Promotieonderzoek
Hoe is SolV in staat om te overleven onder de extreme
omstandigheden van zijn natuurlijke omgeving?
Analyse van het genetische materiaal (DNA) Informatie over het micro-organisme
Hypothese opstellen
Hypothese testen / Experimentele opzet Fysiologische experimenten (groei
experimenten)
Biochemische experimenten (enzym activiteit)
Beantwoorden onderzoeksvraag
Bevestigen of verwerpen hypothese
Inzicht in het metabolisme van het micro-organisme
Aanpak
Methaan oxidatie voor energie behoefte
3 enzymen beschikbaar regulatie
Antwoorden
0
5000
10000
15000
20000
25000
1 2
Enzym 1Enzym 2Enzym 3
Veel zuurstof
Weinig zuurstof
Acti
vite
it
Koolstofdioxide fixatie voor koolstof behoefte
anders dan de Proteobacteriën
Planten/bomen fixeren CO2
Antwoorden
Carbon dioxide (%)
Doub
ling
time
(hou
rs)
0
20
40
60
80
100
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 7.5 10.0
Del
ing
tijd
in u
ren
Koolstofdioxide (%)
Stikstoffixatie: stikstofgas (N2) uit de lucht
voor het eerst aangetoond in Verrucomicrobia
Antwoorden
Rhizobium bacterie in wortelknolletjes
Slaan energie op als glycogeen
voor het eerst aangetoond in Verrucomicrobia
anders dan de Proteobacteriën
Antwoorden
De lever van de mens
Methylacidiphilum fumariolicum SolV
Vertegenwoordiger van de recent ontdekte methanotrofe Verrucomicrobia
Een aantal belangrijke eigenschappen zijn ontrafeld
Methaan consument in de Solfatara
Beperken het broeikaseffect !!!
Belangrijke speler in koolstof- en stikstof cycli van de Solfatara
Conclusies
Begeleiders:prof. dr. ir. Mike S.M. Jettendr. Huub J.M. Op den Camp
dr. Arjan Pol
Studenten:Seyed S. Mohammadi
Joey Kampman Iris van Leeuwen
Dankwoord
NWO Mozaïek
Radboud Universiteit Nijmegen
Familie en vrienden:
Mijn MoederMijn vrouw Zahraa Bouke HellingaBeatrijs Ouwehand
Uvoor
de aandacht
Afdeling microbiologie, Nijmegen
Lab Uitje 2012
Ahmad F. Khadem5 december 2012
Methanotrophy under extreme conditions
Biochemistry and physiology of Methylacidiphilum fumariolicum SolV