Metagenomic analysis of microbial communities from a Red Sea Brine Pool

Mikroorganismen sind die am weitesten verbreiteten und haufigsten Lebewesen der Erde und haben sich an einige der extremsten Umgebungen unseres Planeten angepasst. Salzseen in der Tiefsee des Roten Meeres mit Salinitatswerten von rund 250 verglichen mit 35 im globalen Ozean sind sicherlich eine der extremsten Umgebungen. In dieser Studie haben wir metagenomische Binning Analysen verwendet, um die mikrobielle Zusammensetzung eines Salzsees in der Tiefsee der Thula Region des Roten Meeres zu charakterisieren. Des Weiteren nutzten wir die KEGG Datenbank um den gefundenen Organismen metabolische Funktionen zu zuordnen. Die vorgenommene Grosenfraktionierung zeigte deutliche Unterschiede zwischen den freilebenden Mikroorganismen der kleinsten Fraktion (0,2 µm – 0,8 µm) und den Organismen der groseren Fraktionen (0,8 µm – 3,0 µm, > 3,0 µm) welche eher mit Partikeln assoziiert leben. Schwefeloxidation schien eine wichtige Rolle fur die Mikroben der freilebende Fraktion des Salzsees zu spielen, haufig kombiniert mit Genen assoziiert mit mikrobieller anorganischer Kohlenstoff-Fixierung durch den reversen Tricarboxyl- sowie den Calvin-Benson-Bassham Zyklus. Unsere Ergebnisse in Kombination mit fruheren Studien deuten auf eine Limitierung durch die reduzierten Schwefelkomponenten hin, insbesondere in der freilebenden Grosenfraktion (0,2 µm – 0,8 µm). Zusatzlich konnten wir in den beiden groseren Fraktionen des Salzsees eine Anreicherung an Mikroben feststellen, welche vermehrt Gene aufwiesen die im Zusammenhang mit mikrobieller Kohlenhydratfermentierung stehen. Gleichzeitig wiesen die Organismen in dieser Umgebung vermehrt das genetische Potential fur die Nutzung verschiedener Elektronenakzeptoren wie Sauerstoff, Nitrat und Sulfat auf. Diese raumliche Trennung der oxidativen und reduktiven Stoffwechselwege zwischen den verschiedenen Grosenfraktionen, in Kombination mit der moglichen Nutzung von anaeroben Mikronischen auf den Partikeln im Wasser des Salzsees, deutet auf eine okologische Nischenaufteilung der Organismen und einen moglichen Austausch der entstehenden Stoffwechselprodukte zwischen den Organismen auf den Partikeln und denen im umgebenden Wasser hin.