根據海洋表面水體中可用的養分濃度,像浮游植物等海洋微生物會(huì )產(chǎn)生在海洋重要過(guò)程中起作用的各種蛋白,例如,它們可充當養分循環(huán)反應的催化劑。到目前為止,科學(xué)家們還沒(méi)能弄清某單一養分對海洋微生物生長(cháng)會(huì )有怎樣的影響限制。
然而,得益于最近在質(zhì)譜分析中的進(jìn)展,他們開(kāi)始能夠檢測在自然環(huán)境中的微生物蛋白(作為養分稀缺的代替物)。利用這一技術(shù),Mak Saito及其同事第一次顯示,他們能在海洋的不同位置精確地檢測來(lái)自具體海洋微生物物種的特定蛋白量。Saito等人沿著(zhù)一段2500英里長(cháng)的太平洋來(lái)收集水樣本。他們的工作跨越了養分濃度有著(zhù)極大差異的區域,從那些富含鐵的區域至含鐵量低但富含磷與氮的區域?;氐綄?shí)驗室后,他們用質(zhì)譜儀來(lái)區別并檢測具體的蛋白,并通過(guò)它們的肽序列來(lái)確定它們。雖然先前的實(shí)地研究所根據的是微生物生長(cháng)受到單個(gè)最稀缺養分控制的理念,在這里,Saito及其同事顯示多種稀缺養分是如何能一起影響海洋微生物群落的。
在第二項研究中,Shee Yong等人提出了有關(guān)海洋浮游生物需要微量金屬來(lái)從低磷海洋環(huán)境中提取磷的新見(jiàn)解。在通常情況下,浮游生物會(huì )用一種能與鋅結合的酶來(lái)完成這一反應,但Yong等人在此證明,反倒是一種磷酸酶的結構可與鐵結合。根據在海洋中的鐵或鋅的相對可用性,浮游生物因而可在兩種磷酸酶間做出選擇??傊?,這些研究揭示了海洋微生物是如何通過(guò)調節特定蛋白的豐度對有限養分做出反應的。由Mark Moore撰寫(xiě)的一則《視角》文章提出了更多的見(jiàn)解。