光合浮游植物是海洋生态系统的基础。它们在阳光照射的海洋中的生长取决于十几种基本元素的充足供应。在这些元素养分中，金属钴在海水中的浓度最低，但是钴的缺乏是否会影响浮游植物的生长尚不得而知。美国伍兹霍尔海洋研究所M.J. Hawco团队测量了光合细菌Prochlorococcus的最低钴需求量，该细菌可以在许多其他浮游植物无法生存的海洋营养贫乏地区盛行。Prochlorococcus生长时每个细胞钴原子少于50个，这是一个非常小的需求，可以解释这种生物如何在低钴环境中生存。这些结果可以预测海洋生态系统如何应对气候驱动的养分供应变化，研究结果发表在7月7日的《美国科学院院报》（PNAS）期刊上。
尽管海水中钴的浓度很低，但Prochlorococcus中的蓝细菌仍保留了基因组中合成和使用含钴辅因子（钴胺素）的遗传机制。M.J. Hawco团队通过一系列在铁和钴限制条件下的生长实验，探索了来自赤道太平洋的Prochlorococcus分离株（菌株MIT9215）中的钴代谢。金属吸收速率，钴胺素依赖性酶的定量蛋白质组学测量以及理论计算均表明，Prochlorococcus MIT9215能够在每个细胞少于50个钴原子的情况下维持生长，比这些细胞的最低铁需求低约100倍（每个细胞约5100原子）。对Prochlorococcus钴限量的定量描述可用于解释赤道太平洋中钴的分布，该地区的钴浓度是全球最低的，但Prochlorococcus的生物量却很高。最低钴配额可确保在钴完全耗尽之前就耗尽其他养分，尤其是铁，这有助于解释海洋蓝细菌中钴依赖性代谢的持久性。
（熊萍 编译）
