科技日报 地下微生物的饮假酒行为被揭示

地球深处，没有阳光也没有氧气，微生物却在这种极端环境中顽强生存，并默默推动着地球碳素循环，持续产生甲烷这种绿色能源。最近研究发现，地下深部生物圈广泛分布着吃“甲醇”产甲烷的古菌。但是，他们赖以生存的甲醇从何而来一直是一个未解之谜。1月29日，国际权威期刊《自然》（《Nature》）刊文介绍，来自我国的成都沼气科学研究所承磊团队与日本科学家合作，发现了一种合作共赢的菌群互作模式，为解答这一谜题提供了新的线索。

我国科学家前期从地下油藏先后分离获得了厌氧细菌新科物种嗜甲酸赵氏杆菌，以及吃甲醇产甲烷的厌氧古菌新科物种胜利甲烷嗜热微球菌。嗜甲酸赵氏杆菌是一位“酿假酒大师”，通过一种全新的途径，巧妙地将甲酸“酿造”成甲醇。这位大师虽会酿酒却不胜酒力，随着甲醇的积累，整个酿造过程会逐步停滞。胜利甲烷嗜热微球菌虽不会酿酒，却是专门吃甲醇的“醉翁”，它的出现，不仅协助嗜甲酸赵氏杆菌持续酿“甲酸”产“甲醇”，解决了甲醇累积的问题，还将甲醇转化为甲烷，持续生成天然气。

甲醇生成细菌与甲醇代谢古菌通过“种间甲醇转移”互作产甲烷（成都沼气科学研究所供图）

此前，细菌和古菌互作产甲烷（被称为“互营代谢”）主要依赖于微生物之间的氢气、甲酸或电子传递，而此次发现的种间甲醇转移是一种新的菌群互作产甲烷模式。此外，嗜甲酸赵氏杆菌通过全新的甘氨酸-丝氨酸循环介导的代谢途径产生甲醇，这也是首次在微生物细胞内发现。这种转化过程面临的热力学限制，通过与产甲烷菌胜利甲烷嗜热微球菌的合作得以克服。本项研究不仅丰富了深部生物圈的碳循环认知，为地下甲基化合物的生物来源提供了新的线索，也为未来开发“地下沼气工程”和碳减排新技术提供了新的思路。

据悉，本研究从启动、合作研究到发表，前后历时十年。成都沼气科学研究所研究员承磊表示，本篇文章的顺利发表，离不开该研究所的长期支持、团队的接力协作，和国内外团队的共同努力。