Environental assessment of methane oxidizers nitrite driven bacteria

Abstract

The nitrite-dependent anaerobic methane oxidation (N-DAMO) bacteria has been discovered in the last decade and there is little known about its environmental distribution and contribution to the oxidation of methane (CH4). Because CH4 is of environmental concern due to its contribution to global warming, it has become very important to look for ways to reduce it. The purpose of this thesis is the acquisition of established molecular tools and their application in microbial ecology investigations. The microbial ecology case study chosen regarded the distribution of anaerobe methanotrophs belonging to the NC10 phylum in environmental samples (European lakes, neglected fields, urban areas and farming areas). The reason for using molecular tools in this research is due to the difficulty of finding N-DAMO bacteria in the environment, due to their small populations and because it is arduous to cultivate or isolate them. Furthermore, with molecular tools it is possible to work and get results quickly. Already established molecular techniques (DNA extractions and Polymerase Chain Reaction (PCR)) were optimized to detect n-damo bacteria in these samples. Our results show the presence of n-damo bacteria in freshwater ecosystems. Knowing that these habitats are the major contributors of methane emissions, the presence of n-DAMO in these ecosystems opens a new way to investigate the reductions of methane in freshwater environments

El grupo de bacterias anaeróbicas N-DAMO llevan a cabo el proceso de oxidación del metano a través de la desnitrificación. Las bacterias N-DAMO fueron descubiertas en la década pasada y muy poco es conocido sobre su distribución ambiental y su contribución a la oxidación del metano (CH4). Debido a que el metano es un problema para el medio ambiente por su contribución al calentamiento global, es muy importante investigar sobre metodologías que puedan ayudar a reducir los niveles de metano en la naturaleza. El propósito de este proyecto es establecer técnicas moleculares y su aplicación en investigaciones de ecología microbiológica. En este proyecto el caso de estudio considerado es la distribución de metanotrofos anaerobios pertenecientes al grupo NC10 en muestras ambientales (lagos europeos, campos abandonados, áreas urbanas y áreas con animales domésticos). La razón de escoger el uso de técnicas moleculares en esta investigación es debido a la dificultad de encontrar bacterias N-DAMO en el medio ambiente, debido a su distribución en pequeñas poblaciones y por su compleja tarea de cultivo o aislamiento. Además, el uso de métodos moleculares permite trabajar y obtener resultados rápidamente. Una vez establecidas las técnicas moleculares utilizadas para la investigación (extracción de ADN y cadena de reacción de la Polymerasa (PCR)), éstas fueron optimizadas para detectar bacterias N-DAMO en las muestras a analizar. Nuestros resultados muestran la presencia de bacterias N-DAMO en ecosistemas acuáticos. Conociendo que estos hábitats son los mayores contribuidores de las emisiones de metano, la presencia de bacterias N-DAMO en estos ecosistemas abren una puerta a la investigación sobre la reducción de metano en estos ambientes.