深海软壁细菌首次培养
- 2021-03-31 14:27
- 科技日报
深海含有丰富的微生物资源,但它是地球上最不为人知的栖息地之一。到目前为止,超过99.9%的深海微生物无法得到纯培养,科学家称之为难培养微生物,它们也是地球上尚未得到有效开发的巨大生物资源库。软壁细菌是一类独特的微生物,很难培养。这些细菌没有细胞壁,而是由厚壁细菌进化而来。
3月25日,记者从中国科学院海洋研究所了解到,孙朝民课题组在《国际微生物生态学学会杂志》发表论文,称他们首次纯培养了软壁菌,对其特殊的生命过程获得了独特的认识,为突破深海难培养微生物培养瓶颈,深入了解深海稀有微生物的环境适应机制提供了重要的理论依据和研究范例。
通过宏基因组测序技术,科学家预测软壁细菌具有突出的核酸降解能力,对磷、氮等元素的循环起到重要的驱动作用。此外,它们能自由应对深海高压和陆地常压环境,在演化、压力阻力和元素循环方面具有独特的研究价值。然而,由于软壁细菌生长缓慢、丰度低,目前世界上还没有获得深海生境的纯培养菌株,无法对其进行深入研究。
通过向培养基中添加大肠杆菌DNA,孙朝民的研究小组富集并纯化了一种软壁细菌。因为它的进化代谢特点,具有软壁菌和厚壁菌的特点,所以研究者给它命名?亲鱼菌(?鱼爸爸是《山海经》里不是鱼也不是猪的一种怪物。
研究小组对该菌株进行了转录组学研究,揭示了其代谢有机物与硫代硫酸钠之间的能量转换机制;他们借助科研船“科学号”的先进设备进行了深海原位实验,验证了该细菌在自然栖息地也具有降解DNA、参与能量合成的独特生命过程。以前的一些研究表明,深海富含各种类型的核酸分子,是一些微生物(如软壁细菌)的重要能量来源。这些基团降解核酸的突出能力促进了深海生境中磷、碳、氮等生命元素的生物地球化学循环,对深海物质循环和能量代谢起着重要的驱动作用。《国际微生物生态学学会杂志》主编认为,这一研究成果“将为其他科学家分离研究深海沉积物中的稀有物种带来重要启示”。
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