Декодиране на "тъмната материя"? Откриването на нов тип метаногенни археи

Наскоро екипът за анаеробни микробни иновации на Научно-изследователския институт за биогаз към Министерството на земеделието и селските райони (наричан по-нататък „Научен институт за биогаз“), в сътрудничество с университета Вагенинген в Холандия и други институции, откри, изолира и култивира нов тип метаногенни археи. Съответните резултати са публикувани в Nature.

Метаногенните археи са едни от най-старите форми на живот на Земята, появили се на Земята преди около 3,46 милиарда години. Метаногенните археи играят важна роля в настоящата естествена екосистема на Земята. Например, метаногенните археи допринасят за 70% от глобалните емисии на метан. Метанът е вторият по големина парников газ следвъглероден диоксид, а затоплящият му ефект е 28 пъти по-голям отвъглероден диоксид, което представлява 20% от глобалния парников ефект. Освен това метаногенните археи участват в процеса на превръщане на подземната органична материя вметанивъглероден диоксиди играят ключова роля в глобалния въглероден цикъл. Метаногенните археи са отговорни за фиксирането на 2% от световния въглерод всяка година.

Традиционното мнение е, че метаногенните археи принадлежат към типа Euryarchaeota в домейна Archaea. През последните години, въз основа на някои фундаментални изследвания, академичната общност предложи, че не-Erythroarchaeota метаногенни археи са широко разпространени в природата и спекулира, че в допълнение къмпроизводство на метан, тези нови археи също имат потенциал за не-метанметаболизъм като растеж на ферментация и окисляване на сярата.

„Метаногенните археи са вид микроорганизми, които растат чрез производство на метан, за да получат енергия, но ако имат и не-метанметаболитни възможности като растеж на ферментация и окисление на сяра, ролята на метаногенните археи в глобалния елементен цикъл ще се промени", каза Ченг Лей, съответният автор на статията и главен учен на екипа за анаеробни микробни иновации на Института по биоразнообразие. Така че Досега тези археи са в състояние на "тъмна материя" и не е имало чиста култура, така че това мнение не е потвърдено от изследвания.

Състоянието на „тъмна материя“ се отнася до факта, че учените са получили генома на археите чрез технология за секвениране, но наличието на гени не означава, че те ще бъдат експресирани, тоест те не е задължително да работят в околната среда. Следователно, за да се потвърди тази гледна точка, е необходимо да се отделят археите, да се получи един щам, тоест чиста култура, и след това да се проведат физиологични функционални експерименти, за да се провери неговата генна експресия.

По мнението на Dong Xiuzhu, изследовател в Института по микробиология, Китайската академия на науките, това изследване отчита първата нова еволюционна група метаногенни археи, която не принадлежи към традиционните, разширявайки обхвата на метаногенните археи. Нещо повече, този тип археи, които произвеждат метан чрез редуциране на метилови вещества с водород и техните метаболитни пътища, са широко разпространени в подземни среди с недостиг на кислород по целия свят, което показва, че имат важен принос за глобалнатаметанемисии.