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      發(fā)現(xiàn)甲烷的意外環(huán)境來源
      
			
      
				2019-05-05 10:58:01
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      不經(jīng)意間發(fā)現(xiàn)了環(huán)境中意外的甲烷來源。固氮細(xì)菌是將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)變成植物和動(dòng)物可以使用的形式的主要手段。大約10%的這些固氮微生物含有用于制造備用酶的遺傳密碼，稱為僅含鐵的固氮酶，以完成它們的工作。
      

      發(fā)現(xiàn)甲烷的意外環(huán)境來源
      

      最近的研究表明，這種酶可以使這些微生物同時(shí)將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨氣和二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。氨是主要產(chǎn)品;甲烷只是副業(yè)。
      

      該酶促途徑是以前未知的甲烷天然生物產(chǎn)生途徑。
      

      該研究結(jié)果于1月15日在Nature Microbiology上報(bào)道。資深作者是華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Gerald和Lyn Grinstein微生物學(xué)教授Caroline Harwood。第一作者是Yanning Zheng，她實(shí)驗(yàn)室的博士后學(xué)生。
      

      “甲烷是一種強(qiáng)效的溫室氣體。這就是為什么重要的是要考慮它的所有來源，”哈伍德說。
      

      除了從化石燃料中釋放外，甲烷還來自微生物活動(dòng)。在一年內(nèi)，包括許多生活在海洋和腐爛沼澤中的微生物形成并消耗至少10億噸甲烷。
      

      古老的單細(xì)胞生命形式往往喜歡惡劣的環(huán)境，是主要的甲烷發(fā)生器。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，他們利用了復(fù)雜的化學(xué)途徑，其中一些已經(jīng)被科學(xué)家追蹤過。
      

      除了具有生態(tài)意義外，更好地了解微生物制造甲烷的各種方法在醫(yī)學(xué)上具有重要意義。甲烷生產(chǎn)可以在居住在人類和動(dòng)物中的微生物群落中起相互作用。例如，腸道中的甲烷被懷疑導(dǎo)致某些消化系統(tǒng)疾病。
      

      然而，盡管幾十年前發(fā)現(xiàn)了僅含鐵的固氮酶，科學(xué)家們還沒有注意到它也可以被一些微生物用于甲烷生產(chǎn)。
      

      “這是一種被忽視的酶，”鄭說。
      

      他的團(tuán)隊(duì)正在研究一種適應(yīng)性強(qiáng)的細(xì)菌，它能從多種反應(yīng)中獲得能量，即Rhodopseudomonas palustris。盡管如此，研究人員并沒有預(yù)料到他們所尋找的甲烷會(huì)由這種生物體中的純鐵固氮酶產(chǎn)生。
      

      “現(xiàn)在最近的證據(jù)表明，只有鐵的固氮酶在微生物中比以前認(rèn)為的更頻繁和活躍，”鄭說。
      

      為了確保這種產(chǎn)生甲烷的途徑不僅僅是沼澤紅假單胞菌，它們測(cè)試了其他三種具有純鐵固氮酶的固氮細(xì)菌的相似能力。
      

      他們還檢查了數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)表明，在許多生理上不同的微生物中檢測(cè)到僅含鐵的固氮酶的基因，這些微生物在它們存活的條件下也有所不同。
      

      他們還了解到，沼澤紅假單胞菌能夠產(chǎn)生甚至少量的甲烷能夠使甲烷利用細(xì)菌在同一實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)中生長。
      

      研究人員認(rèn)為，這些相互作用可能在自然界中發(fā)生，并支持甲烷氧化細(xì)菌的活動(dòng)。例如，這種形式的甲烷產(chǎn)生可以幫助塑造海洋沉積物，土壤中以及生活在人類和動(dòng)物中的微生物組中的微生物群落相互作用。
      
			

			
        
      
			
      
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