One-carbon and hydrogen metabolism of acidophilic verrucomicrobial methanotrophs

Abstract

One-carbon and hydrogen metabolism of acidophilic verrucomicrobial methanotrophs Methane (CH4) is an essential molecule in the earth’s atmosphere and also very important for households and industry. Atmospheric methane contributes directly to the greenhouse effect. Global warming is a worldwide concern and therefore understanding sources and sinks of methane is important for future models of climate change on our planet. One important sink of methane is microbial methane oxidation which drastically decreases the amount of methane escaping to the atmosphere. Recently, a new methane oxidizing bacterium, Methylacidiphilum fumariolicum SolV, was discovered in volcanic regions at the Solfatara at Pozzuoli near Naples (Italy). The aim of this research was to elucidate how M. fumariolicum SolV is able to grow and survive under the extreme conditions of its natural habitat. We showed that strain SolV is able to grow on hydrogen/carbon dioxide, without the addition of methane under low oxygen concentrations. Furthermore, we demonstrted that strain SolV is able to oxidize ammonium (NH4+), methanethiol (CH3SH), sulfide (H2S) and higher alkanes (ethane and propane). Methaan (CH4) is een essentieel molecuul in de atmosfeer van de aarde en ook heel belangrijk voor huishoudens en de industrie. Methaan in de atmosfeer draagt bij aan het broeikaseffect. Opwarming van de aarde is een wereldwijde zorg en daarom is het begrijpen van de bronnen en putten van methaan belangrijk voor de toekomstige modellen diede klimaatverandering op onze planeet voorspellen. Microbiële methaanoxidatie (uitgevoerd door methanotrofe bacteriën) speelt in veel ecosystemen een belangrijke rol bij het verminderen van de hoeveelheid methaan die ontsnapt naar de atmosfeer. In 2007, Methylacidiphilum fumariolicum stam SolV, een nieuw methaan oxiderende bacterie, was geïsoleerd uit een modderpoel in de Solfatara vulkaan (Napels, Italië). Dit proefschrift richt zich voornamelijk op de biochemie en fysiologie van de verrucomicrobiële aërobe methanotroof, Methylacidiphilum fumariolicum stam SolV. Wij aangetoond dat stam SolV onder lage zuurstofconcentraties kan groeien als een echte 'Knallgas' bacterie op een mengsel van waterstof, zuurstof en kooldioxide , zonder toevoeging van methaan. Bovendien ammonium (NH4+), methaanthiol (CH3SH), waterstofsulfide (H2S) en de hogere alkanen (ethaan, propaan) consumptie door M. fumariolicum stam SolV werd aangetoondmet.