Decodificarea „Materiei întunecate”? Descoperirea unui nou tip de arhee metanogenă

Recent, echipa de inovare microbiană anaerobă a Institutului de Cercetare în Știința Biogazului din Ministerul Agriculturii și Afacerilor Rurale (denumită în continuare „Institutul de Știință a Biogazului”), în colaborare cu Universitatea Wageningen din Țările de Jos și alte instituții, a descoperit și izolat și cultivat un nou tip de arhee metanogene. Rezultatele relevante au fost publicate în Nature.

Arheile metanogene sunt una dintre cele mai vechi forme de viață de pe Pământ, apărând pe Pământ în urmă cu aproximativ 3,46 miliarde de ani. Arheile metanogene joacă un rol important în actualul ecosistem natural al Pământului. De exemplu, arheile metanogene contribuie cu 70% din emisiile globale de metan. Metanul este al doilea cel mai mare gaz cu efect de seră dupădioxid de carbon, iar efectul său de încălzire este de 28 de ori mai mare decât aldioxid de carbon, reprezentând 20% din efectul de seră global. În plus, arheile metanogene participă la procesul de transformare a materiei organice subterane înmetanşidioxid de carbonși joacă un rol cheie în ciclul global al carbonului. Arheile metanogene sunt responsabile pentru fixarea a 2% din carbonul lumii în fiecare an.

Viziunea tradițională este că arheile metanogene aparțin filumului Euryarchaeota din domeniul Archaea. În ultimii ani, pe baza unor cercetări de bază, comunitatea academică a propus că arheile metanogene non-Erythroarchaeota sunt larg răspândite în natură și a speculat că, pe lângăproducând metan, aceste noi arhei au, de asemenea, potențialul de non-metanmetabolismul, cum ar fi creșterea fermentației și oxidarea sulfului.

„Arheile metanogene sunt un tip de microorganism care se dezvoltă prin producerea de metan pentru a obține energie, dar dacă au și non-metancapabilitățile metabolice, cum ar fi creșterea fermentației și oxidarea sulfului, rolul arheilor metanogene în ciclul global al elementelor se va schimba”, a declarat Cheng Lei, autorul corespondent al lucrării și om de știință șef al echipei de inovare microbiană anaerobă a Institutului de Biodiversitate. până acum, aceste arhei se află într-o stare de „materie întunecată” și nu a existat o cultură pură, așa că această viziune nu a fost confirmată de cercetări.

Starea „materiei întunecate” se referă la faptul că oamenii de știință au obținut genomul arheilor prin tehnologia de secvențiere, dar prezența genelor nu înseamnă că acestea vor fi exprimate, adică s-ar putea să nu funcționeze neapărat în mediu. Prin urmare, pentru a confirma acest punct de vedere, este necesar să se separe arheile, să se obțină o singură tulpină, adică o cultură pură și apoi să se efectueze experimente de funcție fiziologică pentru a verifica expresia genei acesteia.

În opinia lui Dong Xiuzhu, cercetător la Institutul de Microbiologie, Academia Chineză de Științe, acest studiu raportează primul grup evolutiv nou de arhei metanogene care nu aparține celor tradiționale, extinzând domeniul de aplicare al arheilor metanogene. Mai mult decât atât, acest tip de arhee care produce metan prin reducerea substanțelor metil cu hidrogen și căile lor metabolice sunt larg distribuite în mediile subterane cu deficit de oxigen din întreaga lume, ceea ce indică faptul că au o contribuție importantă la nivel global.metanemisii.