Research
Theme 1
www.darwincenter.nl
Project 1011a + b

Anaerobic methane oxidation by Thermotoga species and other thermophilic microorganisms
Project leader: Prof. dr. ir. A. J. M. Stams
Researcher(s): Dr. M. Balk, ir. A. H. van Gelder
Starting date: 15-sep-05

Abstract
De anaërobe oxidatie van methaan (AOM) is een belangrijk biogeologisch proces. Recente studies aan diepzee sedimenten hebben aangetoond dat een consortium van methaan-oxiderende archaea en sulfaatreducerende bacteriën verantwoordelijk is voor AOM. Omgekeerde methanogenese is het veronderstelde mechanisme van deze archaeale AOM. Recent onderzoek aan ons laboratorium heeft laten zien dat er in milieus met een hoge temperatuur ook een andere vorm van AOM voorkomt. We hebben namelijk gevonden dat twee Thermotoga stammen methanol en methaan kunnen oxideren. De waarneming dat dergelijke fylogenetisch-gezien oer-bacteriën methaan kunnen oxideren heeft geleid tot deze aanvraag. Met het voorgestelde onderzoek willen we enerzijds meer inzicht krijgen van het mechanisme van AOM in bacteriën behorende tot het geslacht Thermotogales. Tevens willen we onderzoeken hoe algemeen deze bacteriele AOM voorkomt in milieus met een hoge temperatuur, o.a. heetwaterbronnen, vulkanische diepzee sedimenten en olievelden. Dit onderzoek sluit nauw aan bij het onderzoek van het NIOZ (project 2). Aan de WU willen we dit onderzoeken door gebruik te maken van conventionele microbiologische technieken, alsook moderne moleculair biologische technieken. Een interessant gegeven is dat het genoom van Thermotoga maritima bekend is en dat we samenwerking hebben met TIGR waar middels microarray technieken de expressie van genen onderzocht kan worden.

Publications
Balk, M., Weijma, J., Goorissen, H.P., Ronteltap, M., Hansen, T.A., Stams, A.J.M. (2007). Methanol utilizing Desulfotomaculum species utilizes hydrogen in a methanol-fed sulfate-reducing bioreactor . Applied Microbiology and Biotechnology73 (5): 1203-1211.
Darwin Center authors: Balk M., Stams A. J. M.

Balk, M. (2007). Life in the absence of oxygen: alterative electron acceptors for anaerobic microorganisms in a petroleum environment . Turkish Journal of Biology31: 59-66.
Darwin Center authors: Balk M.

Sinninghe Damsté, J.S., Rijpstra, W.I.C., Hopmans, E.C., Schouten, S., Balk, M., Stams, A.J.M. (2007). Structural characterization of diabolic acid-based tetraester, tetraether and mixed ether/ester, membrane-spanning lipids of bacteria from the order Thermotogales . Archives of Microbiology pp 629-641188 (6): 629-641.
Darwin Center authors: Balk M., Hopmans E. C., Schouten S., Sinninghe Damsté J. S., Stams A. J. M.

Balk, M., Altinbas, M., Rijpstra, W.I.C., Sinninghe Damsté, J.S., Stams, A.J.M. (2008). Desulfatirhabdium butyrativorans gen. nov., sp. nov., a butyrate-oxidizing, sulfate-reducing bacterium isolated from an anaerobic bioreactor.. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology58: 110-115.
Darwin Center authors: Balk M., Sinninghe Damsté J. S., Stams A. J. M.

Melike Balk, Ton van Gelder, Sander A. Weelink, and Alfons J. M. Stams (2008). (Per)chlorate Reduction by the Thermophilic Bacterium Moorella perchloratireducens sp. nov., Isolated from Underground Gas Storage. APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY74: 403-409.
Darwin Center authors: Balk M., van Gelder A. H., Stams A. J. M.

Balk M., Heilig, H.G.H., van Eekert, M.H.A., Stams, A.J.M., Rijpstra, R.C., Sinninghe-Damsté, J.S., de Vos, W.M., Kengen, S.W.M. (2009). Isolation and characterization of a new CO-utilizing strain, Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus subsp. carboxydovorans, isolated from a geothermal spring in Turkey. Extremophiles13: 885-894.
Darwin Center authors: Balk M., Sinninghe Damsté J. S., Stams A. J. M.

Balk M., Bose M., Ertem G., Rogoff D.A., Rothschild, L.J., Freund F.T. (2009). Oxidation of water to hydrogen peroxide at the rock–water interface due to stress-activated electric currents in rocks . Earth and Planetary Science Letters283: 87-92.
Darwin Center authors: Balk M.

Jiang B., Henstra A.-M., Paulo P.L., Balk M., van Doesburg W., Stams A.J.M. (2009). Atypical one-carbon metabolism of an acetogenic and hydrogenic Moorella thermoacetica strain . Archives of Microbiology191(2): 123-131.
Darwin Center authors: Balk M., Stams A. J. M.

Weijers, J.W.H., Panota, E., Schouten, S., Balk, M., Stams, A.J.M., Rijpstra, I.C., Sinninghe Damsté, J.S. (2009). Constraints on the biological source(s) of the orphan branched tetraether membrane lipids . Geomicrobiology journal26 (6): 402-414.
Darwin Center authors: Balk M., Schouten S., Sinninghe Damsté J. S., Stams A. J. M.

Melike Balk, Farrakh Mehboob, Antonie H. van Gelder, W. Irene C. Rijpstra, Jaap S. Sinninghe Damsté and Alfons J. M. Stams (2010). (Per)chlorate reduction by an acetogenic bacterium, Sporomusa sp., isolated from an underground gas storage. Applied Microbiology and Biotechnology88: 595-603.
Darwin Center authors: Balk M., van Gelder A. H., Sinninghe Damsté J. S., Stams A. J. M.

D. Z. Sousa, M. Balk, M. Alves, B. Schink, M. J. McInerney, H. Smidt, C. M. Plugge and A. J. M. Stams (2010). Degradation of Long-Chain Fatty Acids by Sulfate-Reducing and Methanogenic Communities.
Darwin Center authors: Balk M., Stams A. J. M.