高等研究院李猛教授團隊在《Nature》發表研究論文

深圳大學高等研究院李猛教授為論文共同通訊作者,團隊成員張翠景副研究員為論文的共同第一作者。本研究通過對勝利油田樣品的長時間富集培養,獲得了一類新型的產甲烷古菌。研究結果拓展了我們對產甲烷古菌的生理代謝功能的認知,完善了碳迴圈的生物地球化學過程,為地下枯竭油藏殘餘原油的生物氣化開採奠定了科學基礎。

近日,深圳大學高等研究院李猛教授團隊與農業農村部沼氣科學研究所承磊研究員團隊、德國馬克斯普朗克海洋微生物研究所Gunter Wegener教授團隊合作,在古菌降解長鏈烷烴產甲烷研究方面取得突破性進展,在國際頂尖學術期刊《Nature》發表了題為“Non-syntrophic methanogenic hydrocarbon degradation by an archaeal species”的研究論文。該研究結合穩定碳同位素標記培養、宏基因組和宏轉錄組測序、高分辨質譜等科技,深入分析了一類新型產甲烷古菌(Candidatus Methanoliparum),首次證實了其獨立降解長鏈烷基烴產甲烷的功能。深圳大學高等研究院李猛教授為論文共同通訊作者,團隊成員張翠景副研究員為論文的共同第一作者。

石油是一種重要的能源物質,經過一個多世紀的開採,出現了大量的“老舊”油井,常規開採手段已經無法有效進行原油開採。利用微生物將石油轉化為瓦斯甲烷,是一種廉價、清潔的開採管道。過去的研究認為,降解石油烴產甲烷的過程由細菌和古菌通過互營代謝完成,具有耗時久、體系不穩定等問題。本研究通過對勝利油田樣品的長時間富集培養,獲得了一類新型的產甲烷古菌(Candidatus Methanoliparum)。通過螢光原位雜交、穩定碳同位素標記培養、宏基因組和宏轉錄組測序、高分辨質譜等一系列分析結果,證明Ca. Methanoliparum可以直接氧化長鏈烷基烴,並通過β-氧化、Wood-Ljungdahl途徑進入產甲烷代謝,而不需要通過互營代謝來完成(圖1)。該研究證實了古菌可以獨立降解複雜石油烴產甲烷,並提出了一種新的古菌甲烷產生類型,即長鏈烷烴代謝產甲烷,區別於傳統的氫營養型、乙酸還原型和甲基營養型。研究結果拓展了我們對產甲烷古菌的生理代謝功能的認知,完善了碳迴圈的生物地球化學過程,為地下枯竭油藏殘餘原油的生物氣化開採奠定了科學基礎。

研究得到國家自然科學基金委、廣東省教育廳和深圳市科創委等項目支持。

論文連結:

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

圖1古菌降解長鏈烷基烴產甲烷及相關代謝途徑

資料標籤: nature 甲烷 科學 李猛 科普
本文標題: 高等研究院李猛教授團隊在《Nature》發表研究論文
永久網址: https://www.laoziliao.net/doc/1656035849796790
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