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【沼科所】产甲烷古菌的碳代谢新途径

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      甲烷是沼气、天然气的主要成分,同时也是仅次于二氧化碳的温室气体,其增温潜力是CO2的20-30倍。

 

      生物成因的甲烷气主要来自于产甲烷古菌。产甲烷古菌是一类严格的厌氧菌,也是地球上最古老的生命形式之一,目前最古老的古菌化石可追溯到约34.6亿年前。

 

      油藏环境中存在大量产甲烷古菌,其中很多是未培养的新型产甲烷古菌。通过长时间(数年)的连续传代培养,可以从油藏环境中分离得到一些难培养的新型产甲烷古菌。其中一些可能具有特殊的代谢特征,如团队前期分离得到的可以独立降解长链烷烃产甲烷古菌。这不仅拓展了人们对产甲烷古菌碳代谢功能的认知,也有望在未来应用于地下枯竭油藏残余原油的开采。

 

      一般认为,产甲烷古菌只能利用简单的C1/C2底物产生CH4。根据底物的不同分为三种产甲烷途径:乙酸营养型(底物为乙酸盐)、氢营养型(底物为H2和CO2)和甲基营养型(底物为甲基化合物,如甲酸盐、甲醇、甲硫醇和甲胺等)。

 

      2016年日本研究团队发表于《Science》的文章提出了甲氧基型产甲烷新途径;去年我们团队发表于《Nature》的文章发现了一种可以独立降解长链烷烃产CH4的产甲烷菌,提出了第五种产甲烷新途径,既长链烷烃型产甲烷途径。

 

      它们不需要与其他细菌互营共生,直接通过烷基辅酶M还原酶启动烃的降解,并产甲烷。

 

      这不仅拓展了人们对产甲烷古菌碳代谢功能的认知,还为枯竭油藏 残余原油的 生物气化开采技术奠定了科学基础。

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