中国生物技术信息网:南开大学王磊教授等发表《自然》文章 媒体南开

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  来自新西兰GNS Science,美国Ariadne Genomics, Inc.,以及南开大学泰达生物技术学院(TEDA School of Biological Sciences and Biotechnology)等多国研究人员组成的研究团队发现了一种可以在极端酸性条件下氧化甲烷的细菌,这纠正了之前对于甲烷氧化菌在酸性环境下的多样性分类,也对于进一步利用甲烷氧化菌帮助调节气候变化意义重大。这一研究成果公布在《Nature》在线版上。

  文章的通讯作者之一是南开大学泰达生物技术学院院长、天津市功能基因组与生物芯片研究中心主任、教育部“长江学者奖励计划”特聘教授王磊。今年3月其主持完成的一项研究成果发表在《PNAS》杂志上,这是在世界上首次完成了一株重要的采油微生物的全基因组破译,揭示了其遗传信息并首次发现重要代谢路径,为清除石油污染带来新的曙光,对于微生物采油技术的革新亦具有重要意义。

  好氧性甲烷氧化菌(Methanotrophic bacteria)能氧化从土壤和泥沙沉积等中释放出来的甲烷,甲烷是主要的温室气体之一,这些甲烷氧化菌就像是一个生物过滤器,能减少大气中甲烷的含量,因此也就成为了应对全球气候变化中的一种生物武器。目前这类细菌生长环境没有发现能低于pH 5的,但是一些活性甲烷循环的环境酸度十分高。

  在这篇文章中,研究人员发现了一种嗜酸性甲烷氧化菌,能在pH 2.0–2.5的环境下生存,不同于已知的甲烷氧化菌,这些嗜酸性甲烷氧化菌不属于变形细菌门(Phylum Proteobacteria),而倾向于疣微菌门(Verrucomicrobia)——一种最初由未知表型的未知物种组成的,包含广泛的细菌门。

  研究人员进一步对这种细菌的基因组草图进行分析,结果发现其编码特殊甲烷单加氧酶(monooxygenase)的基因与甲烷变形菌(methanotrophic proteobacteria)的同源,但是,已知的甲烷和甲醛氧化的遗传组件却是缺失的,这说明这种细菌利用一些新的甲基化途径。同时对其三个pmoA基因(编码特殊甲烷单加氧酶亚基)的系统发生学分析表明这三个基因属于不同于proteobacterial簇,从而证明这是疣微菌门(Verrucomicrobia)和变形细菌门(Phylum Proteobacteria)的一个古老差异,而不是近期形成的。

  这些发现说明细菌中氧化甲烷是比之前认为的要在生态上和遗传上更多分类的,并且之前的研究结果错误的评估了甲烷氧化菌在酸性环境下的多样性。 (生物通:张迪)

编辑: 薄晓岭

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