Decodificando "matéria escura"? A descoberta de um novo tipo de Archaea metanogênica

Recentemente, a equipe de inovação microbiana anaeróbica do Instituto de Pesquisa Científica do Biogás do Ministério da Agricultura e Assuntos Rurais (doravante denominado "Instituto Científico do Biogás"), em colaboração com a Universidade de Wageningen na Holanda e outras instituições, descobriu, isolou e cultivou um novo tipo de archaea metanogênica. Os resultados relevantes foram publicados na Nature.

Archaea metanogênicas são uma das formas de vida mais antigas da Terra, aparecendo na Terra há cerca de 3,46 bilhões de anos. Archaea metanogênicas desempenham um papel importante no atual ecossistema natural da Terra. Por exemplo, as archaea metanogênicas contribuem com 70% das emissões globais de metano. O metano é o segundo maior gás de efeito estufa depoisdióxido de carbono, e seu efeito de aquecimento é 28 vezes maior que o dedióxido de carbono, responsável por 20% do efeito estufa global. Além disso, arqueas metanogênicas participam do processo de conversão da matéria orgânica subterrânea emmetanoedióxido de carbonoe desempenham um papel fundamental no ciclo global do carbono. Archaea metanogênicas são responsáveis ​​pela fixação de 2% do carbono mundial todos os anos.

A visão tradicional é que archaea metanogênicas pertencem ao filo Euryarchaeota no domínio Archaea. Nos últimos anos, com base em algumas pesquisas básicas, a comunidade acadêmica propôs que arqueas metanogênicas não-Erythroarchaeota estão amplamente distribuídas na natureza, e especulou que, além deproduzindo metano, essas novas archaea também têm potencial para não-metanometabolismo, como crescimento da fermentação e oxidação do enxofre.

“Archaea metanogênicas são um tipo de microrganismo que cresce produzindo metano para obter energia, mas se também tiverem não-metanocapacidades metabólicas, como o crescimento da fermentação e a oxidação do enxofre, o papel das arquéias metanogênicas no ciclo global dos elementos mudará", disse Cheng Lei, autor correspondente do artigo e cientista-chefe da equipe de inovação microbiana anaeróbica do Instituto de Biodiversidade. Portanto, Até agora, estas archaea estão num estado de “matéria escura” e não houve cultura pura, pelo que esta visão não foi confirmada pela investigação.

O estado de “matéria escura” refere-se ao fato de os cientistas terem obtido o genoma de archaea por meio de tecnologia de sequenciamento, mas a presença de genes não significa que eles serão expressos, ou seja, podem não necessariamente funcionar no meio ambiente. Portanto, para confirmar esse ponto de vista, é necessário separar as archaea, obter uma única cepa, ou seja, uma cultura pura, e depois realizar experimentos de função fisiológica para verificar sua expressão gênica.

Na opinião de Dong Xiuzhu, pesquisador do Instituto de Microbiologia da Academia Chinesa de Ciências, este estudo relata o primeiro novo grupo evolutivo de archaea metanogênicas que não pertence aos tradicionais, ampliando o escopo das archaea metanogênicas. Além disso, este tipo de archaea que produz metano através da redução de substâncias metílicas com hidrogénio e as suas vias metabólicas estão amplamente distribuídas em ambientes subterrâneos deficientes em oxigénio em todo o mundo, indicando que dão um importante contributo para a economia global.metanoemissões.