L'étude du mouvement des nutriments dans les écosystèmes est complexe. Une méthode ingénieuse pour étudier les isotopes dans les protéines donne un nouvel éclairage sur les cycles du carbone et de l'azote dans les océans, ainsi que sur les dépôts de poussières.
La fixation de l'azote est la principale source d'azote en haute mer et constitue une portion essentielle de la production primaire à la base de la chaîne alimentaire. Cela est lié à son tour à l'échange de dioxyde de carbone entre l'atmosphère et la mer, où il est consommé pendant la production de biomasse et émis lors de la respiration.
Le fer peut être un nutriment limitant pour la fixation de l'azote et/ou la production primaire alimente l'océan principalement en fer par les dépôts de poussière. Conséquence de l'avancée de la désertification et des modifications de l'affectation des sols, les dépôts de poussières au niveau mondial sont devenus un sujet d'intérêt majeur au niveau international.
Avec le soutien financier de l'UE, le projet PROTEON («Proteomic approaches to assess the oceanic nitrogen biogeochemistry») développe une approche haut débit unique pour lier l'activité métabolique des organismes à leur identité dans un échantillon donné. L'analyse est basée sur les protéines et les isotopes naturels de carbone et d'azote présents dans un système modèle.
Deux cultures bactériennes et un échantillon d'un lac méromitique (dont les couches d'eau ne se mélangent pas) sont examinés pour développer l'approche haut débit. Le travail conduit à ce jour dans le cadre du projet a permis de collecter des données métagénomiques du lac Mahoney au Canada. Cela a donné lieu à un article sur la communauté microbienne et le cycle du soufre qui a été publié dans la revue Geobiology.
Les chercheurs ont réussi à développer la méthode d'empreinte isotopique stable des protéines (P-SIF pour protein stable isotope fingerprinting) pour les isotopes de carbone. Les isotopes d'azote se sont avérés plus problématiques, mais le travail se poursuit pour résoudre les difficultés techniques. Néanmoins, les détails du travail ont été publiés dans la revue à comité de lecture Analytical Chemistry. L'extraction de protéines de l'eau de mer fait également partie des choses à résoudre à l'avenir, et les chercheurs s'efforceront d'augmenter le nombre de protéines en entrée pour la P-SIF.
La nouvelle méthode développée de P-SIF sera un outil utile pour évaluer le lien entre les microorganismes marins et leur rôle dans l'écosystème. La nouvelle méthode permettra d'étudier des microbes inconnus auparavant qui pourraient s'avérer essentiels pour comprendre les processus biogéochimiques à l'œuvre dans l'environnement.
La transmission des compétences acquises et développées dans le cadre du projet PROTEON dans l'Espace européen de la recherche (EER) signifie que les questions associées telles que les modifications d'affectation des sols peuvent être étudiées. Les nouvelles méthodes d'évaluation de l'environnement représentent une opportunité de développement de l'excellence et de la compétitivité de la recherche européenne.
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