7月24日23時,《自然》在線發表了農業農村部沼氣科學研究所厭氧微生物創新團隊聯合荷蘭瓦赫寧根大學等多家科研單位的最新成果,該成果發現并分離培養了一種新型的產甲烷古菌——佛斯特拉門(Verstraetearchaeota)古菌。
產甲烷古菌是一群迄今人們所知的最嚴格厭氧的、能形成甲烷的化能自養或化能異養的古菌群,其被發現在地球生命起源進化、全球氣候變化和碳素循環中起著重要作用。
論文通訊作者、農業農村部沼氣科學研究所厭氧微生物創新團隊首席科學家承磊告訴科技日報記者,傳統觀點認為產甲烷古菌隸屬古菌域廣古菌門。近年來科學家通過高通量測序的宏基因組學研究,提出自然界中廣泛分布著非廣古菌門的古菌, 并推測這些新型古菌具有發酵生長、硫氧化等非甲烷代謝潛能。但這些古菌處于“暗物質”狀態,一直沒有純培養物,無法進一步研究它們的碳代謝功能。
該研究歷時7年,采用自主研發的雞尾酒分離法,首次分離獲得佛斯特拉門古菌純培養物石油碳嗜甲烷菌LWZ-6(Methanosuratincola petrocarbonis?LWZ-6)。通過13碳-同位素標記、模擬培養、膜脂分析等方法,研究人員證實了該古菌具有氫依賴代謝甲基類物質產甲烷的生理功能,但不具有發酵生長能力。
“這代表著佛斯特拉門古菌為嚴格的產甲烷古菌。但是,其與此前基因組推測的發酵功能并不一致。事實上,我們發現,根據基因組可以推測菌株具有很多功能,但只有最終分離獲得培養物才能驗證其真正的生理功能,因此證明,分離培養對于確認產甲烷古菌的生理功能至關重要。”承磊說。
“該研究發現的新型產甲烷古菌,將為研究全球碳循環機理和低碳技術研發提供新型生物資源基礎,是我國在厭氧古菌資源領域的一個重大發現和突破。”農業農村部沼氣科學研究所所長孟海波說。