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北京時(shí)間12月23日，《自然（Nature）》在線(xiàn)發(fā)表農(nóng)業(yè)農(nóng)村部沼氣科學(xué)研究所能源微生物創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的最新研究成果。該團(tuán)隊(duì)與深圳大學(xué)、德國(guó)馬克斯普朗克海洋微生物研究所和中石化微生物采油重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等單位合作，發(fā)現(xiàn)一種新型的產(chǎn)甲烷古菌，并證實(shí)其可以直接氧化長(zhǎng)鏈烷基烴產(chǎn)生甲烷，突破了產(chǎn)甲烷古菌只能利用簡(jiǎn)單化合物生長(zhǎng)的傳統(tǒng)認(rèn)知，拓展了對(duì)產(chǎn)甲烷古菌碳代謝功能的認(rèn)知。
產(chǎn)甲烷古菌是地球上生命起源最早的一類(lèi)原核微生物，是全球大氣甲烷排放的主要貢獻(xiàn)者，也是缺氧環(huán)境有機(jī)質(zhì)降解產(chǎn)甲烷（俗稱(chēng)沼氣發(fā)酵）的關(guān)鍵功能微生物。過(guò)去的觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為這種沼氣發(fā)酵過(guò)程需要細(xì)菌和古菌的互營(yíng)代謝，才能協(xié)同完成復(fù)雜有機(jī)質(zhì)的降解與甲烷的產(chǎn)生。并且這種古菌僅能通過(guò)乙酸發(fā)酵、CO2還原、甲基裂解和氧甲基轉(zhuǎn)化等四條途徑產(chǎn)生甲烷。
該研究通過(guò)穩(wěn)定碳同位素標(biāo)記培養(yǎng)、宏基因組和宏轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和高分辨質(zhì)譜分析，證實(shí)了一種新型的產(chǎn)甲烷古菌（Ca. Methanoliparum）可以直接氧化長(zhǎng)鏈烷基烴，并通過(guò)β-氧化、伍德-永達(dá)爾（Wood-Ljungdahl）途徑進(jìn)入產(chǎn)甲烷代謝，而不需要通過(guò)互營(yíng)代謝來(lái)完成，從而提出第五條甲烷產(chǎn)生途徑。該研究完善了碳素循環(huán)的生物地球化學(xué)過(guò)程，為枯竭油藏殘余原油的生物氣化開(kāi)采（“地下沼氣工程”）奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。
該項(xiàng)目得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程、中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)等項(xiàng)目資助。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-04235-2.
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