Frossen kraft: Arktiske mikrober og kampen mot metan gass.

Dypt inne i permafrosten i Arktis kan mikroorganismer spille en viktig rolle i å bremse utslipp av klimagassen metan. Shalaka Kiran Patil, doktorgradskandidat ved Universitetet i Bergen, studerer metanotrofe bakterier. Dette er mikrober som forbruker metan, en svært potent klimagass. Etter hvert som Arktis varmes opp, tiner permafrosten sammen med unike kjegleformete iskjerneformasjoner også kjent som pingo. I permafrosten ligger det bundet betydelige mengder metangass som han vært låst i jorden i tusen- til millioner av år. Hvis permafrosten tiner vil dette føre til at store mengder klimagasser bli frigitt til atmosfæren, noe som vil  forsterke klimagassutslippet og ytterligere oppvarming av Arktis. Metan er en av de mest potente klimagassene, mye sterkere enn karbondioksid. Metanotrofe mikroorganismer som finnes i permafrost og pingo kan konsumere metan og bygge opp cellemateriale fra denne gassen. Metan omdannes dermed til karbondioksyd som er en mindre potent klimagass før den slippes ut i atmosfæren.

I dette doktorgradsarbeidet tar Patil for seg de metanoksiderende bakteriene som lever i permafrost-jord og pingo-sedimenter hvor store mengder metan er påvist. Gjennom dette arbeidet har hun karakterisert diversiteten av mikroorganismene som lever der og kartlagt mangfoldet av de metanoksiderende. Målet har vært å få en økt forståelse av disse økosystemene og mikroorganismenes rolle i reguleringen av utslipp av klimagassene metan og karbondioksyd. Ved å bruke molekylære metoder basert på kartlegging av diversiteten av 16S rRNA genet i kombinasjon med metagenomikk har hun dokumentert mangfoldet av de metanoksiderende mikrobene i både permafrostjord og pingo-systemer. I Tillegg hat hun satt opp anrikningskulturer med metan som eneste karbon kilde for å dyrke metanoskiderende bakterier fra permafrost og pingo i laboratoriet. Hun har gjennom dette arbeidet klart å isolere en ny, tidligere ubeskrevet kuldeelskende metanoksiderende bakterie. Dette er ny og avgjørende kunnskap for å forstå hvordan disse mikrobene reagerer på klimaendringene for å kunne forutsi fremtidige metanutslipp.

Patils forskning utvider vår forståelse av effekten av klimaendringer og de metanoksiderende bakteriers genomiske mangfold og metabolsk potensial.  Resultatene kan også gi innblikk i hvordan disse arktiske mikrobene kan bidra betydelig til å redusere metanutslipp og dermed beskytte planetens fremtid. Hun har samarbeidet med ledende forskere i Arktis og har også hatt et opphold som gjesteforsker ved University of California, Berkeley, i laboratoriet til professor Jill Banfield. Patil ble også tildelt Arctic Field-stipend fra Norges forskningsråd i 2021.

Personalia

Shalaka Kiran Patil (f. 1993) er født i India og fullførte sin mastergrad i mikrobiologi i 2016 i India. Etter mastergraden arbeidet hun i to år som forsker ved National Center for Cell Science i India. I 2019 startet hun som stipendiat ved Institutt for biovitenskap (BIO), Universitetet i Bergen (UiB). Arbeidet med avhandlingen ble utført ved BIO og ved Universitetssenteret på Svalbard (UNIS), med fokus på mikrobielle samfunn i Arktisk permafrostsystemer. Stipendiaten ble veiledet av Professor Lise Øvreås (UiB, hovedveileder), Professor Andrew Hodson (UNIS, biveileder) og Dr. Alexander Tveit (UiT, biveileder).