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北京時間12月23日，《自然（Nature）》在線發(fā)表農(nóng)業(yè)農(nóng)村部沼氣科學研究所能源微生物創(chuàng)新團隊的最新研究成果。該團隊與深圳大學、德國馬克斯普朗克海洋微生物研究所和中石化微生物采油重點實驗室等單位合作，發(fā)現(xiàn)一種新型的產(chǎn)甲烷古菌，并證實其可以直接氧化長鏈烷基烴產(chǎn)生甲烷，突破了產(chǎn)甲烷古菌只能利用簡單化合物生長的傳統(tǒng)認知，拓展了對產(chǎn)甲烷古菌碳代謝功能的認知。

產(chǎn)甲烷古菌是地球上生命起源最早的一類原核微生物，是全球大氣甲烷排放的主要貢獻者，也是缺氧環(huán)境有機質(zhì)降解產(chǎn)甲烷（俗稱沼氣發(fā)酵）的關鍵功能微生物。過去的觀點認為這種沼氣發(fā)酵過程需要細菌和古菌的互營代謝，才能協(xié)同完成復雜有機質(zhì)的降解與甲烷的產(chǎn)生。并且這種古菌僅能通過乙酸發(fā)酵、CO2還原、甲基裂解和氧甲基轉(zhuǎn)化等四條途徑產(chǎn)生甲烷。

該研究通過穩(wěn)定碳同位素標記培養(yǎng)、宏基因組和宏轉(zhuǎn)錄組測序和高分辨質(zhì)譜分析，證實了一種新型的產(chǎn)甲烷古菌（Ca. Methanoliparum）可以直接氧化長鏈烷基烴，并通過β-氧化、伍德-永達爾（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，從而提出第五條甲烷產(chǎn)生途徑。該研究完善了碳素循環(huán)的生物地球化學過程，為枯竭油藏殘余原油的生物氣化開采（“地下沼氣工程”）奠定了科學基礎。

該項目得到國家自然科學基金、中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程、中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項等項目資助。

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