Dekódovanie „temnej hmoty“? Objav nového typu metanogénnej Archaea

Nedávno tím anaeróbnych mikrobiálnych inovácií Výskumného ústavu bioplynu Ministerstva poľnohospodárstva a vidieka (ďalej len „Inštitút pre vedu o bioplyne“) v spolupráci s univerzitou vo Wageningene v Holandsku a ďalšími inštitúciami objavil a izoloval a kultivoval nový typ metanogénnej archaea. Príslušné výsledky boli publikované v Nature.

Metanogénne archaea sú jednou z najstarších foriem života na Zemi, objavili sa na Zemi asi pred 3,46 miliardami rokov. Metanogénne archea zohrávajú dôležitú úlohu v súčasnom prírodnom ekosystéme Zeme. Napríklad metanogénne archaea prispievajú 70 % celosvetových emisií metánu. Metán je po ňom druhý najväčší skleníkový plynoxid uhličitýa jeho otepľovací účinok je 28-krát väčší akooxid uhličitý, čo predstavuje 20 % globálneho skleníkového efektu. Okrem toho sa metanogénne archaea podieľajú na procese premeny podzemnej organickej hmoty nametánaoxid uhličitýa zohrávajú kľúčovú úlohu v globálnom uhlíkovom cykle. Metanogénne archaea sú zodpovedné za fixáciu 2 % svetového uhlíka každý rok.

Tradičný názor je, že metanogénne archaea patria do kmeňa Euryarchaeota v doméne Archaea. V posledných rokoch akademická obec na základe určitého základného výskumu navrhla, že metanogénne archaea, ktoré nie sú erythroarcheota, sú v prírode široko rozšírené a špekulovalo sa, že okremprodukujúce metántieto nové archaea majú tiež potenciál premetánmetabolizmus, ako je rast fermentácie a oxidácia síry.

„Metanogénne archaea sú typ mikroorganizmu, ktorý rastie produkciou metánu na získavanie energie, ale ak majú ajmetánmetabolické schopnosti, ako je rast fermentácie a oxidácia síry, sa zmení úloha metanogénnych archeí v globálnom cykle prvkov,“ povedal Cheng Lei, korešpondent autor článku a hlavný vedec tímu anaeróbnych mikrobiálnych inovácií Inštitútu biodiverzity. ďaleko sú tieto archaea v stave „temnej hmoty“ a neexistovala tam žiadna čistá kultúra, takže tento názor výskum nepotvrdil.

Stav „temnej hmoty“ odkazuje na skutočnosť, že vedci získali genóm archaea pomocou technológie sekvenovania, ale prítomnosť génov neznamená, že sa prejavia, to znamená, že nemusia nevyhnutne fungovať v prostredí. Preto na potvrdenie tohto pohľadu je potrebné oddeliť archaea, získať jediný kmeň, to znamená čistú kultúru, a potom vykonať experimenty s fyziologickými funkciami na overenie jeho génovej expresie.

Podľa názoru Dong Xiuzhu, výskumníka z Inštitútu mikrobiológie Čínskej akadémie vied, táto štúdia uvádza prvú novú evolučnú skupinu metanogénnych archeí, ktorá nepatrí medzi tradičné, čím sa rozširuje rozsah metanogénnych archeí. Navyše, tento typ archaea, ktorý produkuje metán redukciou metylových látok vodíkom a ich metabolické cesty, sú široko rozšírené v podzemných prostrediach s nedostatkom kyslíka po celom svete, čo naznačuje, že významne prispievajú ku globálnejmetánemisie.