解碼“暗物質” ！吃甲醇產甲烷的古菌被破解了

川觀新聞記者 闞瑩瑩

地球深處，沒有陽光也沒有氧氣，微生物卻在這種極端環境中頑強生存，默默推動着地球碳素循環，並持續產生甲烷這種綠色能源。最近研究發現在地下深部生物圈，廣泛分佈着吃甲醇產甲烷的古菌。但是，它們賴以生存的甲醇從何而來，一直是一個未解之謎。

近日，農業農村部成都沼氣科學研究所與日本科學家合作發現了一種合作共贏的菌羣互作模式，爲解答這一謎題提供了新的線索，相關成果於近日發表在《Nature》（《自然》）上。

我國科學家前期從地下油藏先後分離獲得了厭氧細菌新科物種（嗜甲酸趙氏桿菌），以及吃甲醇產甲烷的厭氧古菌新科物種（勝利甲烷嗜熱微球菌）。嗜甲酸趙氏桿菌是一位“釀假酒大師”，它可以巧妙地將有機物厭氧降解產生的甲酸“釀造”成甲醇。這位大師雖會釀酒卻不勝酒力，隨着甲醇的積累，整個釀造過程會逐步停滯。勝利甲烷嗜熱微球菌雖不會釀酒，卻是專門吃甲醇的“醉翁”。它的出現，不僅解決了甲醇累積的問題，協助嗜甲酸趙氏桿菌持續釀甲酸產甲醇，還將甲醇轉化爲甲烷，持續生成天然氣。此前，細菌和古菌互作產甲烷（被稱爲“互營代謝”）主要依賴於微生物之間的氫氣、甲酸或電子傳遞，而此次發現的種間甲醇轉移是一種新的菌羣互作產甲烷模式。

此外，嗜甲酸趙氏桿菌通過全新的甘氨酸—絲氨酸循環介導的代謝途徑產生甲醇，這也是首次在微生物細胞內發現。

農業農村部成都沼氣科學研究所相關負責人表示，本項研究不僅豐富了深部生物圈的碳循環認知，爲地下甲基化合物的生物來源提供了新的線索，也爲未來開發“地下沼氣工程”和碳減排新技術開發提供了新的思路。