Dekodowanie „ciemnej materii”? Odkrycie nowego typu archeonów metanogennych

Niedawno zespół ds. innowacji w zakresie drobnoustrojów beztlenowych Instytutu Badań nad Biogazem Ministerstwa Rolnictwa i Spraw Wsi (zwanego dalej „Instytutem Nauki o Biogazie”), we współpracy z Uniwersytetem w Wageningen w Holandii i innymi instytucjami, odkrył, wyizolował i uprawiał nowy typ archeonów metanogennych. Odpowiednie wyniki opublikowano w czasopiśmie Nature.

Archeony metanogenne to jedna z najstarszych form życia na Ziemi, która pojawiła się na Ziemi około 3,46 miliarda lat temu. Archeony metanogenne odgrywają ważną rolę w obecnym naturalnym ekosystemie Ziemi. Na przykład archeony metanogenne odpowiadają za 70% globalnych emisji metanu. Metan jest drugim co do wielkości gazem cieplarnianym podwutlenek węgla, a jego efekt ocieplający jest 28 razy większy niżdwutlenek węgla, co odpowiada za 20% światowego efektu cieplarnianego. Ponadto archeony metanogenne uczestniczą w procesie przekształcania podziemnej materii organicznej wmetanIdwutlenek węglai odgrywają kluczową rolę w globalnym cyklu węglowym. Archaeony metanogenne odpowiadają co roku za wiązanie 2% światowego węgla.

Tradycyjny pogląd jest taki, że archeony metanogenne należą do typu Euryarchaeota w domenie Archaea. W ostatnich latach, w oparciu o pewne badania podstawowe, społeczność akademicka zaproponowała, że ​​archeony metanogenne inne niż Erythroarchaeota są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie i spekuluje, że opróczprodukujący metante nowe archeony mają również potencjał nie-metanmetabolizm, taki jak wzrost fermentacji i utlenianie siarki.

„Archeony metanogenne to rodzaj mikroorganizmów, które rosną, wytwarzając metan w celu uzyskania energii, ale jeśli mają również nie-metanzdolności metaboliczne, takie jak wzrost fermentacji i utlenianie siarki, zmieni się rola archeonów metanogennych w globalnym cyklu pierwiastkowym” – powiedział Cheng Lei, autor korespondujący z artykułem i główny naukowiec zespołu ds. innowacji w zakresie drobnoustrojów beztlenowych w Instytucie Bioróżnorodności. jak dotąd archeony te znajdują się w stanie „ciemnej materii” i nie istniała czysta kultura, więc pogląd ten nie został potwierdzony badaniami.

Stan „ciemnej materii” odnosi się do faktu, że naukowcy uzyskali genom archeonów w drodze technologii sekwencjonowania, jednak obecność genów nie oznacza, że ​​ulegną one ekspresji, czyli niekoniecznie będą działać w środowisku. Dlatego, aby potwierdzić ten punkt widzenia, konieczne jest rozdzielenie archeonów, uzyskanie pojedynczego szczepu, czyli czystej kultury, a następnie przeprowadzenie eksperymentów funkcji fizjologicznych w celu sprawdzenia ekspresji genów.

Zdaniem Dong Xiuzhu, badacza z Instytutu Mikrobiologii Chińskiej Akademii Nauk, badanie to opisuje pierwszą nową grupę ewolucyjną archeonów metanogennych, która nie należy do tradycyjnych, poszerzając zakres archeonów metanogennych. Co więcej, ten typ archeonów wytwarzający metan poprzez redukcję substancji metylowych wodorem, a szlaki ich metabolizmu są szeroko rozpowszechnione w podziemnych środowiskach z niedoborem tlenu na całym świecie, co wskazuje, że wnoszą istotny wkład w globalnemetanemisje.