p As diatomáceas são minúsculas plantas unicelulares - não maiores do que meio milímetro - que habitam as águas superficiais dos oceanos do mundo, onde a penetração da luz solar é abundante. Apesar de seu tamanho modesto, eles são um dos recursos mais poderosos do mundo para a remoção de dióxido de carbono (CO ₂ ) da atmosfera. Eles atualmente removem, ou "consertar, "10-20 bilhões de toneladas métricas de CO ₂ todos os anos pelo processo de fotossíntese. Mas não se sabe muito sobre quais mecanismos biológicos usam as diatomáceas, e se esses processos podem se tornar menos eficazes com o aumento da acidez do oceano, temperaturas, e, em particular, CO ₂ concentrações. Um novo estudo em Fronteiras na ciência vegetal mostra que as diatomáceas usam predominantemente uma via para concentrar CO ₂ na vizinhança da enzima fixadora de carbono e que esta continua a operar mesmo com CO mais alto ₂ concentrações. p "Mostramos que as diatomáceas marinhas são superinteligentes na fixação de CO atmosférico ₂ mesmo no nível atual de CO ₂ —E a variabilidade no CO da água do mar superficial ₂ os níveis não afetaram a expressão gênica e a abundância das cinco principais enzimas usadas na fixação de carbono, "diz o líder do grupo do estudo, Dra. Haimanti Biswas, do Instituto Nacional de Oceanografia-CSIR (Conselho de Pesquisa Científica e Industrial), Índia. "Isso responde a uma questão chave sobre como as diatomáceas marinhas podem responder ao aumento futuro do CO atmosférico ₂ níveis. "

p O reino vegetal desenvolveu uma ampla gama de mecanismos para concentrar CO ₂ do ar, ou água, e transformando-o em carbono orgânico. Desta maneira, plantas convertem CO ₂ em glicose e outros carboidratos, que eles usam como blocos de construção e armazenamento de energia. Mas esses diferentes mecanismos têm vários pontos fortes e fracos. Ironicamente, a única enzima fixadora de carbono, RuBisCO, é notoriamente ineficiente na fixação de CO ₂ e, portanto, as plantas precisam manter o CO ₂ níveis elevados na vizinhança desta enzima.

p Para entender melhor qual mecanismo as diatomáceas usam para concentrar CO ₂ , Biswas e seus colaboradores, Drs Chris Bowler e Juan Jose Pierella Karluich do Institut de Biologie de I'Ecole Normale Supérieure, Paris, França, extraiu um conjunto de dados da expedição de pesquisa Tara Oceans. A expedição internacional de Tara coletou amostras de plâncton marinho de todo o mundo ao longo de vários anos (2009 a 2013). Estes incluíram mais de 200 metagenomas (que mostram a abundância dos genes responsáveis ​​pelas cinco enzimas principais) e mais de 220 metatranscriptomas (mostrando a expressão dos genes para as cinco enzimas principais) de diatomáceas de diferentes classes de tamanho.

p Biswas e seus colaboradores estavam particularmente interessados ​​em quantas vezes os genes de cinco enzimas fixadoras de carbono estão presentes, e se havia alguma diferença em seus níveis de abundância e expressão dependendo da localização e das condições. Em todas as amostras medidas, uma enzima era aproximadamente dez vezes mais abundante do que qualquer uma das outras enzimas. Esta enzima, chamada anidrase carbônica, é especialmente informativa porque também confirma que as diatomáceas estão bombeando ativamente CO dissolvido ₂ dentro da célula, em oposição ao CO de transformação bioquímica ₂ primeiro.

p A equipe também observou diferentes padrões complexos de expressão do gene das enzimas-chave, que variou dependendo da latitude e temperatura. Os pesquisadores esperam aprender mais usando novos conjuntos de dados de futuras expedições mais amplamente viajadas.

p "Até aqui, nosso estudo indica que, apesar da variabilidade no CO ₂ níveis, esses minúsculos autótrofos são altamente eficientes na concentração de CO ₂ dentro da célula, "diz Biswas." Essa é a razão provável para sua capacidade de consertar quase um quinto da fixação global de carbono na Terra. "