Decodificare la "materia oscura"? La scoperta di un nuovo tipo di archaea metanogenici

Recentemente, il team di innovazione microbica anaerobica dell'Istituto di ricerca scientifica sul biogas del Ministero dell'agricoltura e degli affari rurali (di seguito denominato "Istituto scientifico del biogas"), in collaborazione con l'Università di Wageningen nei Paesi Bassi e altre istituzioni, ha scoperto, isolato e coltivato un nuovo tipo di archaea metanogenici. I risultati rilevanti sono stati pubblicati su Nature.

Gli archaea metanogenici sono una delle forme di vita più antiche sulla Terra, apparsi sulla Terra circa 3,46 miliardi di anni fa. Gli archaea metanogenici svolgono un ruolo importante nell'attuale ecosistema naturale della Terra. Ad esempio, gli archaea metanogeni contribuiscono al 70% delle emissioni globali di metano. Il metano è il secondo gas serra più grande dopo quelloanidride carbonica, e il suo effetto riscaldante è 28 volte quello dianidride carbonica, che rappresentano il 20% dell’effetto serra globale. Inoltre, gli archei metanogeni partecipano al processo di conversione della materia organica sotterranea inmetanoEanidride carbonicae svolgono un ruolo chiave nel ciclo globale del carbonio. Gli archaea metanogeni sono responsabili della fissazione del 2% del carbonio mondiale ogni anno.

La visione tradizionale è che gli archaea metanogeni appartengano al phylum Euryarchaeota nel dominio degli Archaea. Negli ultimi anni, sulla base di alcune ricerche di base, la comunità accademica ha proposto che gli archaea metanogeni non-Erythroarchaeota siano ampiamente distribuiti in natura, e ha ipotizzato che oltre aproducendo metano, questi nuovi archaea hanno anche il potenziale per non-metanometabolismo come la crescita della fermentazione e l’ossidazione dello zolfo.

"Gli archaea metanogeni sono un tipo di microrganismo che cresce producendo metano per ottenere energia, ma se hanno anchemetanocapacità metaboliche come la crescita della fermentazione e l'ossidazione dello zolfo, il ruolo degli archaea metanogenici nel ciclo globale degli elementi cambierà, " ha affermato Cheng Lei, autore corrispondente dell'articolo e scienziato capo del team di innovazione microbica anaerobica dell'Istituto di Biodiversità. Quindi Finora, questi archaea si trovano in uno stato di "materia oscura" e non c'è stata alcuna cultura pura, quindi questa visione non è stata confermata dalla ricerca.

Lo stato di "materia oscura" si riferisce al fatto che gli scienziati hanno ottenuto il genoma degli archaea attraverso la tecnologia di sequenziamento, ma la presenza di geni non significa che saranno espressi, cioè potrebbero non necessariamente funzionare nell'ambiente. Pertanto, per confermare questo punto di vista, è necessario separare gli archaea, ottenere un unico ceppo, cioè una coltura pura, e quindi condurre esperimenti sulla funzione fisiologica per verificarne l'espressione genica.

Secondo Dong Xiuzhu, ricercatore presso l'Istituto di microbiologia dell'Accademia cinese delle scienze, questo studio riporta il primo nuovo gruppo evolutivo di archaea metanogeni che non appartiene a quelli tradizionali, ampliando la portata degli archaea metanogeni. Inoltre, questo tipo di archaea che produce metano riducendo le sostanze metiliche con idrogeno e le loro vie metaboliche sono ampiamente distribuiti in ambienti sotterranei carenti di ossigeno in tutto il mondo, indicando che forniscono un importante contributo all'equilibrio globale.metanoemissioni.