微生物可以在一氧化氮上生长

一氧化氮是一种迷人而多功能的分子，对所有生物和环境都很重要：它具有高活性和毒性，被用作信号分子，它耗尽了地球大气层中的臭氧层，是它的前身。温室气体一氧化二氮(N2O)。氮氧化物也是与废气一起排出的污染物，例如汽车内燃机，并且对人体健康有害。

有趣的是，早在地球上有氧气之前，一氧化氮就可以作为一种高能氧化剂，并可能在地球上生命的出现和演变中发挥了重要作用。Max-Planck科学家Boran Kartal及其同事现在在Nature Communications上发表的一项研究揭示了这种分子微生物转化的新亮点。

是的，他们可以 - 对我们的气候产生影响

到目前为止，关于一氧化氮的一个主要问题仍然没有得到解决：有机体能用它来生长吗?“人们会这么认为，”卡尔塔解释说，“自从地球上出现生命以来，一氧化氮已经存在。”然而，直到现在还没有发现NO生长的微生物。来自荷兰Radboud大学的Kartal和他的同事们现在发现，厌氧氨氧化(anammox *)细菌直接使用NO来生长。详细地说，这些微生物将铵氧化偶联成NO还原，在该过程中仅产生二氮气(N2)。

后者 - N2的唯一生产- 特别有趣：一些微生物将NO转化为氧化亚氮(N2O)，这是一种有效的温室气体。相比之下，N2是无害的。因此，转化为N2而不是N2O的每个NO分子是增加气候变化的一个分子。“通过这种方式，厌氧氨氧化细菌减少了可用于产生N2O的NO量，并减少了释放的温室气体量，”Kartal解释说。“我们的工作很有趣，了解厌氧氨氧化细菌如何调节N2来自天然和人造生态系统的O和NO排放，例如废水处理厂，这些微生物对大气中的N2释放有显着贡献。“

重新思考氮循环

一氧化氮是氮的全球循环中的中心分子。“这些发现改变了我们对地球氮循环的认识。一氧化氮主要被认为是一种毒素，但现在我们证明厌氧氨氧化菌可以通过将NO转化为N2来维持生计，”Kartal说。本研究提出了新的问题。“Anammox是一个全球重要的与地球气候相关的氮循环微生物过程，并不像我们假设的那样发挥作用。”此外，除此处研究的微生物之外的其他微生物也可以直接使用NO。Anammox细菌遍布全球。“在这个意义上，生长在一氧化氮上的厌氧氨氧化物微生物基本上也可以在任何地方进行，”Kartal继续说道。

一个答案，许多新问题

现在，位于不来梅马克斯普朗克研究所的Kartal和他的团队正在探索来自世界各地的不同生态系统，寻找专门的一氧化氮转化微生物。他们希望更好地了解微生物如何在有氧和无氧的环境中使用NO。这可能为发现参与一氧化氮转化的新酶铺平了道路。“基本上，我们想要了解有机体如何在NO上谋生。”

注意：什么是anammox？

Anammox是厌氧氨氧化的缩写，是氮循环的全球重要微生物过程。它发生在许多自然和人造环境中。在此过程中，亚硝酸盐和铵离子直接转化为二氮和水和硝酸盐。

Anammox负责大约50%的海洋中产生的N2气体。因此，它从海洋中去除了大量的生物可利用的氮。这种营养素氮随后不再可用于其他生物体;通过这种方式，anammox可以控制海洋初级生产力。

厌氧氨氧化过程也对废水处理感兴趣。除去氮化合物与厌氧氨氧化菌的帮助是比传统方法便宜显著并减少了温室气体的CO排放量2。

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