产甲烷古菌研究再上Nature！对话四川团队：发现新古菌有何影响？

封面新闻记者 杨博

近日，位于四川成都的农业农村部沼气科学研究所厌氧微生物创新团队联合荷兰瓦赫宁根大学等多家单位，发现并分离培养了一株非广古菌门的新型产甲烷古菌，同时证实了该古菌可以代谢甲醇和氢气等物质产生甲烷，但不具有发酵生长能力。北京时间7月24日，相关研究成果刊登在国际顶尖学术期刊《自然（Nature）》杂志。

该微生物如何被发现？研究成果有何意义？7月24日，记者采访了该研究第一作者巫可佳和周雷。

产甲烷古菌

团队持续研究多年

研究成果两次刊登《自然杂志》

产甲烷古菌是一种能够自身产生甲烷的微生物，早在35亿年前就存在于地球上了，这种古菌在地球生命起源进化、全球气候变化和碳素循环中起着重要作用。

此前该团队发现了直接吃原油产甲烷新古菌，并提出了第五条产甲烷途径，该研究成果于2022年刊登在《自然》杂志。2年后，该团队新的研究成果再次登上《自然》杂志。

“上次研究是产甲烷古菌代谢类型上一个突破，此次是分类学上的突破。”巫可佳介绍，传统观点认为产甲烷古菌隶属古菌域广古菌门，近年来通过高通量测序的宏基因组学研究，提出自然界中广泛分布着非广古菌门的产甲烷古菌，并推测这些新型产甲烷古菌还具有发酵生长、硫氧化等非甲烷代谢潜能。

2018年，该团队从胜利油田采集到的样品里，发现了这类古菌，并展开了研究实验，去证实是否具有文章所说的功能。

生长周期慢

厌氧微生物培养不易

“基因组测序上的推测，跟微生物实际表现出来的情况可能是不一样的。” 巫可佳说，除了代谢甲醇、甲胺等物质，更想证实这类古菌是否能代谢糖、氨基酸等物质。

厌氧微生物的研究比好氧微生物研究更耗费时间，她介绍，好氧类微生物生长周期可能只需要几天，而厌氧类微生物生长缓慢，要一个月左右，才能开始后续实验，从而导致实验周期更长。此外，厌氧微生物培养过程中必须保障是完全无氧的环境，科研人员在试验操作过程中，也要更小心。

“有时候培养着可能突然不生长了，也就意味着试验失败了，又要重新开始。” 另一位共同第一作者周雷说，为了保障实验结果的准确性，每次都要大量重复地多批次实验，而在实验的过程中，大多数时候都是失败的，“只有无数次的失败，才能更接近成功。”

新发现扩展了产甲烷古菌分类

据悉，该研究历时7年，利用自主研发的鸡尾酒分离法，首次分离获得佛斯特拉门古菌纯培养物（Methanosuratincola petrocarbonis LWZ-6）。通过碳13同位素标记、纳米离子探针、膜脂分析等方法，证实了该古菌具有氢依赖代谢甲基类物质产甲烷的生理功能，但不具有发酵生长能力。

巫可佳回忆说，2021年时，实验证明了该类古菌能够产甲烷，随后又花了很多时间，证明了不能代谢糖、氨基酸等物质，“最终得到结论时有一点点难过，但很快就接受了，不管是证是还是证否，都是科学工作的一部分。”

她还说，此次研究成果在产甲烷古菌分类学上是一个创新，扩展了菌种资源库，也可以作为研究全球甲烷示范、温室效应等材料基础。

此外，农业农村部沼气科学研究所所长孟海波研究员指出，该研究发现的新型产甲烷古菌，是我国在厌氧古菌资源领域的一个重大发现和突破，将助力全球碳循环机理和低碳技术研究。

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