甲烷循环中的新关键参与者

甲烷不仅是一种强大的温室气体，也是一种能源。因此微生物将其用于新陈代谢。它们比以前假设的更频繁和更多地进行。甲烷是一种非常特殊的分子。它是天然气的主要成分，我们用它加热我们的公寓，但到达大气层时它是一种强效的温室气体。它也是微生物学的核心：在没有氧气的情况下，一组特殊的微生物，即所谓的产甲烷古菌，可以产生甲烷。其他微生物 - 与细菌共生的古菌 - 可以使用甲烷作为食物来源。

无论甲烷是产生还是消耗，相同的酶都是关键：甲基辅酶M-还原酶(MCR)。这种酶产生甲烷，但它也可用于分解这种气体。这种酶产生甲烷，可以再次破坏这种气体。长期以来，科学家们认为只有少数种类的微生物能够以某种方式转化甲烷。然而，最近越来越多的证据表明甲烷循环中的重要关键参与者被忽视了。

在序列干草堆中搜索基因组针

来自中国上海交通大学和不来梅马克斯普朗克海洋微生物研究所的科学家们现在对此进行了详细研究。他们搜索了全球基因组数据库，其中收集了迄今为止在环境中发现的基因的无数信息，用于新的甲烷生物。他们的诀窍：他们不是寻找特定的生物，而是寻找关键的酶。

在寻找类似于已知MCR基因的基因序列时，来自交通大学的第一作者Yinzhao Wang很快发现了他正在寻找的东西。他发现了许多以前未知的基因，这些基因携带了生产MCR的必要信息。“这些MCR可以大致分为三组，”Yinzhao Wang说。“一组包含已知的基因序列。另外两组是全新的。”研究人员使用这些新序列作为拼图的第一部分，从大量可用数据中获取完整的基因组。结果令人震惊：组装的基因组与已知的甲烷微生物完全不同。“例如，我们在Tchae superphylum中发现了Archaeoglobi和古细菌中的MCR。

现在公布的结果表明，甲烷代谢的不同变体在古细菌中广泛存在。这表明这些微生物在全球碳平衡中比以前假设的更重要。

新物种和代谢途径

微生物对这些代谢途径的详细作用尚未阐明。有些生物似乎会产生甲烷。另一方面，其他人似乎氧化它。“我们的研究结果非常令人兴奋!我们可能会发现第一个可以用硫酸盐吸入甲烷而不会产生伴侣细菌的古菌，”来自不来梅马克斯普朗克研究所的Gunter Wegener说。“其他人显然不依赖甲烷，而是使用高碳氢化合物。”仅基因组只能提供这些古菌的生活方式的线索。“我们经常不知道生物体在哪个方向使用明显非常灵活的甲烷生成代谢途径，”Wegener继续说道。

从数据库到实验室

为了准确了解发现的有机体正在做什么以及测试基于基因组的假设，来自不来梅和上海的研究人员现在将共同尝试培育这些有机体(即在实验室中培育它们)。虽然这并不容易 - 他们似乎更喜欢温泉和地下深处栖息地的生活。有了这些地方的材料，科学家们将开始他们的种植实验。

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