Dekoding av "Mørk materie"? Oppdagelsen av en ny type metanogene arkea

Nylig oppdaget og isolert og dyrket det anaerobe mikrobielle innovasjonsteamet til Biogas Science Research Institute i Landbruks- og Rural Affairs (heretter kalt "Biogas Science Institute"), i samarbeid med Wageningen University i Nederland og andre institusjoner. en ny type metanogene arkea. De relevante resultatene ble publisert i Nature.

Metanogene arkea er en av de eldste livsformene på jorden, og dukket opp på jorden for rundt 3,46 milliarder år siden. Metanogene arkea spiller en viktig rolle i det nåværende naturlige økosystemet på jorden. For eksempel bidrar metanogene arkea med 70 % av de globale metanutslippene. Metan er den nest største klimagassen etterkarbondioksid, og dens oppvarmingseffekt er 28 ganger så stor somkarbondioksid, som står for 20 % av den globale drivhuseffekten. I tillegg deltar metanogene arkea i prosessen med å omdanne underjordisk organisk materiale tilmetanogkarbondioksid, og spiller en nøkkelrolle i det globale karbonkretsløpet. Metanogene arkea er ansvarlige for å fikse 2% av verdens karbon hvert år.

Det tradisjonelle synet er at metanogene archaea tilhører phylum Euryarchaeota i Archaea-domenet. De siste årene, basert på en del grunnforskning, har det akademiske miljøet foreslått at ikke-Erythroarchaeota metanogene arkea er vidt utbredt i naturen, og spekulert i at i tillegg tilproduserer metan, har disse nye arkeene også potensial for ikke-metanmetabolisme som gjæringsvekst og svoveloksidasjon.

"Metanogene arkea er en type mikroorganisme som vokser ved å produsere metan for å få energi, men hvis de også har ikke-metanmetabolske evner som gjæringsvekst og svoveloksidasjon, rollen til metanogene arkea i den globale grunnstoffsyklusen vil endre seg," sa Cheng Lei, den korresponderende forfatteren av artikkelen og sjefforsker for det anaerobe mikrobielle innovasjonsteamet til Institute of Biodiversity. Så langt, disse arkeene er i en "mørk materie" tilstand og det har ikke vært noen ren kultur, så dette synet har ikke blitt bekreftet av forskning.

"Mørk materie"-tilstanden refererer til det faktum at forskere har oppnådd genomet til archaea gjennom sekvenseringsteknologi, men tilstedeværelsen av gener betyr ikke at de vil komme til uttrykk, det vil si at de ikke nødvendigvis fungerer i miljøet. Derfor, for å bekrefte dette synspunktet, er det nødvendig å skille archaea, oppnå en enkelt stamme, det vil si en ren kultur, og deretter utføre fysiologiske funksjonseksperimenter for å bekrefte genuttrykket.

Etter oppfatning av Dong Xiuzhu, en forsker ved Institutt for mikrobiologi, Chinese Academy of Sciences, rapporterer denne studien den første nye evolusjonære gruppen av metanogene arkea som ikke tilhører de tradisjonelle, og utvider omfanget av metanogene arkea. Dessuten er denne typen arkea som produserer metan ved å redusere metylstoffer med hydrogen og deres metabolske veier vidt distribuert i oksygenfattige underjordiske miljøer rundt om i verden, noe som indikerer at de gir et viktig bidrag til globalemetanutslipp.