以下文章來源于深圳大學

12 月 22 日，Nature發(fā)表了來自深圳大學李猛教授團隊的題為「Non-syntrophic methanogenic hydrocarbon degradation by an archaeal species」的研究論文，首次證實了一種新型的產(chǎn)甲烷古菌，可直接「吃掉」石油產(chǎn)生甲烷，為后續(xù)開采奠定了科學基礎(chǔ)。

該篇成果也是李猛課題組今年「拿下」的第二篇Nature。

「菌中勞模」：「吃掉」石油生產(chǎn)甲烷

「菌中勞模」：「吃掉」石油生產(chǎn)甲烷

經(jīng)過一個多世紀的開采，出現(xiàn)了大量的「老舊」石油油井，常規(guī)開采手段已經(jīng)無法有效進行原油開采，大量原油「沉睡」在地下。利用微生物將石油轉(zhuǎn)化為天然氣甲烷，是一種廉價、清潔的開采方式。

該研究通過對勝利油田樣品的長時間富集培養(yǎng)，獲得了一類新型的產(chǎn)甲烷古菌（Candidatus Methanoliparum）。通過熒光原位雜交、穩(wěn)定碳同位素標記培養(yǎng)、宏基因組和宏轉(zhuǎn)錄組測序、高分辨質(zhì)譜等一系列分析結(jié)果，證明Ca. Methanoliparum 可以直接氧化長鏈烷基烴，并通過 β-氧化、Wood-Ljungdahl途徑進入產(chǎn)甲烷代謝，而不需要通過互營代謝來完成。

圖1 古菌降解長鏈烷基烴產(chǎn)甲烷及相關(guān)代謝途徑

《自然》期刊認為，這一發(fā)現(xiàn)令產(chǎn)甲烷古菌的研究邁出了一大步，無論是對基礎(chǔ)研究，還是未來應(yīng)用都提供了新的認知。

據(jù)初步估算，未來，如能將這種新型古菌應(yīng)用于我國現(xiàn)存的地下枯竭油藏開采，利用微生物將石油轉(zhuǎn)化為天然氣甲烷，不僅讓油氣共采成為可能，其所產(chǎn)油氣的總量可相當于再造一個大慶油田，對保障我國能源安全將具有重要意義。

值得一提的是，李猛課題組于今年4月已發(fā)表過一篇Nature。

古菌屆「齊天大圣」駕到

4 月 28 日，該課題組在?Nature?發(fā)表了題為Expanded diversity of Asgard archaea and their relationships with eukaryote「阿斯加德古菌的多樣性及其與真核生物的關(guān)系」的研究文章，研究從我國的濱海濕地和近海沉積物到西太平洋深淵等樣品中發(fā)現(xiàn)六個阿斯加德古菌新門并建立首個阿斯加德古菌功能基因庫（AsCOG），其中，一個古老的阿斯加德古菌新分支則以中國古典名著《西游記》中大鬧天宮的齊天大圣「孫悟空」的名字命名為悟空古菌（Wukongarchaeota）。

分析表明，悟空古菌具備氫氧化的化能自養(yǎng)代謝潛能，顯著區(qū)別于其他阿斯加德古菌混合營養(yǎng)或異養(yǎng)的代謝模式，這也是將其命名為中國神話人物的原因。

圖為阿斯加德古菌超門的系統(tǒng)發(fā)育分析（圖中紅色為我們新命名的7個門類），右圖為卡通人物形象

研究還深入分析阿斯加德古菌的基因組和代謝潛能，重構(gòu)了由原核生物（細菌、古菌）和真核生物組成的生命之樹，從系統(tǒng)發(fā)育進化關(guān)系、真核特征蛋白功能演化及生理代謝的互作等方面詳細闡釋了阿斯加德古菌與真核生物的關(guān)系，為認識真核生物起源這一未解的生命科學之謎提供了新見解。

圖阿斯加德古菌和真核生物的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系

李猛教授

李猛，深圳大學高等研究院特聘教授，博士生導(dǎo)師。2011 年于香港大學獲得博士學位，2016 年入選國家特聘青年人才，并獲批國家基金委「優(yōu)秀青年」科學基金項目，2020 年獲得第六屆中國生態(tài)學學會青年科技獎。

主要從事環(huán)境古菌生物學研究，近年來在古菌的新類群發(fā)現(xiàn)其生態(tài)功能等方面取得系列成果。先后主持了國家及省市級等數(shù)十項科研項目，以通訊作者或第一作者在Nature、Nature Microbiology、Nature Communications、The ISME Journal、Microbiome等期刊發(fā)表文章 90 余篇，文章被引用近4000 次，H 指數(shù)為 32 ?(Google Scholar 數(shù)據(jù))。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03494-3

https://www.nature.com/articles/s41586-021-04235-2

來源 | 深圳大學

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