AbstractOn the Archean Earth (4.0–2

Abstract

On the Archean Earth (4.0–2.5 Ga) the lack of a protective ozone layer meant that harmful ultraviolet radiation (UVR) reached the surface almost unattenuated. For survival, primitive photosynthetic bacteria would have required strategies preventing UV-induced damage to their DNA. At that time, a fraction of the planktonic cells were likely anoxygenic photosynthesizers that oxidized dissolved Fe(II) to Fe(III) during their metabolism. The result of their metabolism was most likely the ferric mineral precursors for the deposition of banded iron formations. Although Fe(III) (oxyhydr)oxide minerals absorb UV radiation while still transmitting higher wavelengths, it is unknown whether minerals produced by Fe(II) oxidizers could have acted as an in-situ UVR sunscreen. Here we demonstrate that the anoxygenic phototrophic Fe(II) oxidizers Rhodopseudomonas palustris strain TIE-1 and Rhodobacter ferrooxidans strain SW2 form nanometer-sized grains of ferrihydrite that are loosely attached to the cell surfaces. These biogenic Fe(III) minerals were shown to protect the bacteria from UV-C irradiation, while cells grown in the absence of Fe(II) displayed diminished cell viability as a consequence of damage to their DNA. Importantly, this study implies that primitive Fe(II)-oxidizing bacteria would have been able to produce their own UV screen, enabling them to live in the shallow photic zone of ancient oceans.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทคัดย่อบนโลก Archean (4.0 – 2.5 Ga) หมายถึง ขาดการป้องกันชั้นโอโซนที่ เป็นอันตรายรังสีอัลตราไวโอเลต (UVR) ถึงพื้นเกือบ unattenuated เพื่อความอยู่รอด แบคทีเรีย photosynthetic ดั้งเดิมจะมีการจำเป็นกลยุทธ์ป้องกัน UV ทำให้เกิดความเสียหายของดีเอ็นเอ ในขณะนั้น เศษเซลล์ planktonic ถูก photosynthesizers anoxygenic มีแนวโน้มที่ออกซิไดซ์ Fe(II) ละลายเพื่อ Fe(III) ในระหว่างการเผาผลาญ ผลของการเผาผลาญเป็น precursors แร่เฟอร์สำหรับสะสมของแถบเหล็กก่อตัว ถึงแม้ว่าแร่ออกไซด์ Fe(III) (oxyhydr) ดูดซับรังสียูวีในขณะที่ยังคง ส่งความยาวคลื่นที่สูงขึ้น มันไม่รู้จักว่าแร่ธาตุที่ผลิต โดย Fe(II) oxidizers อาจได้ดำเนินเป็นครีมกันแดด UVR ในการวิเคราะห์การ ที่นี่เราแสดงว่า ที่ anoxygenic phototrophic Fe(II) oxidizers Rhodopseudomonas palustris สายพันธุ์ 1 ผูก และ Rhodobacter ferrooxidans สายพันธุ์ SW2 ฟอร์มขนาด nanometer แป้ง ferrihydrite ที่ซึ่งแนบกับผิวเซลล์ แร่ธาตุเหล่านี้ Fe(III) biogenic ถูกแสดงเพื่อป้องกันแบคทีเรียวิธีการฉายรังสี UV-C ในขณะที่เซลล์ของ Fe(II) ที่แสดงการเติบโตลดลงเซลล์นี้เป็นลำดับของความเสียหายของดีเอ็นเอ สำคัญ การศึกษานี้บ่งชี้ว่า แบคทีเรีย Fe II รับอิเล็กตรอนดั้งเดิมจะได้สามารถผลิตจอ UV ตน ทำให้อยู่ในโซน photic ตื้นของมหาสมุทรโบราณ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทคัดย่อในประวัติศาสตร์โลก (4.0-2.5 Ga) ขาดการป้องกันชั้นโอโซนนั่นหมายความว่ารังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตราย (รังสี UV) ถึงพื้นผิวเกือบ unattenuated เพื่อความอยู่รอดแบคทีเรียสังเคราะห์ดั้งเดิมจะมีกลยุทธ์ที่จำเป็นในการป้องกันความเสียหายที่เกิดจากรังสียูวีที่จะดีเอ็นเอของพวกเขา ในขณะที่ส่วนของเซลล์ planktonic เป็น photosynthesizers anoxygenic โอกาสที่ละลายออกซิไดซ์เฟ (II) เพื่อ Fe (III) ในระหว่างการเผาผลาญอาหารของพวกเขา ผลจากการเผาผลาญอาหารของพวกเขาน่าจะไม่ยุ่งเกี่ยวแร่ธาตุเหล็กสำหรับการสะสมของเหล็กก่อรวมตัว แม้ว่าเฟ (III) (oxyhydr) ออกไซด์แร่ธาตุที่ดูดซับรังสียูวีในขณะที่ยังส่งความยาวคลื่นที่สูงขึ้นก็ไม่ทราบว่าแร่ธาตุที่ผลิตโดยเฟ (II) ออกซิไดเซอร์จะได้ทำหน้าที่เป็นในแหล่งกำเนิดรังสี UV ครีมกันแดด ที่นี่เราแสดงให้เห็นว่า anoxygenic สังเคราะห์แสง Fe (II) ออกซิไดเซอร์ Rhodopseudomonas palustris ความเครียด TIE-1 และความเครียด Rhodobacter ferrooxidans รูปแบบ SW2 ธัญพืชนาโนเมตรขนาดของ ferrihydrite ที่แนบมาอย่างหลวม ๆ กับพื้นผิวเซลล์ เหล่านี้ไบโอจีเฟ (III) แร่ธาตุที่มีการแสดงเพื่อป้องกันเชื้อแบคทีเรียจากการฉายรังสี UV-C ในขณะที่เซลล์ที่ปลูกในกรณีที่ไม่มีเฟ (II) ที่แสดงความมีชีวิตเซลล์ลดลงเป็นผลมาจากความเสียหายให้กับดีเอ็นเอของพวกเขา ที่สำคัญการศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าเฟดั้งเดิม (II) -oxidizing แบคทีเรียจะได้รับสามารถในการผลิตหน้าจอยูวีของตัวเองทำให้พวกเขาจะมีชีวิตอยู่ในเขต photic ตื้นของมหาสมุทรโบราณ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

นามธรรม

บนอาร์เคียนโลก ( 4.0 – 2.5 GA ) ขาดการป้องกันชั้นบรรยากาศโอโซน หมายความว่ารังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตราย ( uvr ) ถึงพื้นผิวเกือบ unattenuated . เพื่อความอยู่รอด แบคทีเรียสังเคราะห์แสงดั้งเดิมจะต้องกลยุทธ์การป้องกันรังสียูวีที่เกิดความเสียหายของดีเอ็นเอของพวกเขา ในตอนนั้นส่วนของเซลล์สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กมากในน้ำมีแนวโน้ม anoxygenic photosynthesizers ที่ถูกออกซิไดซ์เหล็กละลาย ( 2 ) Fe ( III ) ในระหว่างการเผาผลาญของพวกเขา ผลของการเผาผลาญอาหารของพวกเขาคือส่วนใหญ่เฟอร์ริกแร่ตั้งต้นสำหรับการก่อตัวของแถบเหล็ก แม้ว่า Fe ( III ) ( oxyhydr ) ออกไซด์แร่ดูดซับรังสี UV ขณะยังส่งความยาวคลื่นสูงแต่ไม่รู้ว่าแร่ที่ผลิตโดย Fe ( II ) oxidizers อาจต้องทำหน้าที่เป็น uvr ควบคู่ครีมกันแดด ที่นี่เราแสดงให้เห็นว่าเหล็กโฟโตโทรฟิก anoxygenic ( 2 ) oxidizers rhodopseudomonas palustris สายพันธุ์และสายพันธุ์ tie-1 rhodobacter เวลา sw2 รูปแบบนาโนขนาดเม็ด ferrihydrite ที่หลวมๆแนบกับเซลล์พื้นผิวเหล่านี้ลง Fe ( III ) แร่ธาตุที่ถูกแสดงเพื่อป้องกันแบคทีเรียจากการฉายรังสียูวี ซี ในขณะที่เซลล์ที่ปลูกในการขาดงานของ Fe ( II ) ที่แสดงลดลงเซลล์เป็นผลมาจากความเสียหายของดีเอ็นเอของพวกเขา ที่สำคัญ การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าดั้งเดิม Fe ( II ) - แบคทีเรียออกซิไดซ์จะได้สามารถผลิตหน้าจอ UV ของพวกเขาเองให้อยู่ในโซนโฟติกตื้นของมหาสมุทรโบราณ