3月22日，國(guó)際生物學(xué)期刊The ISME Journal刊發(fā)了題為“Characterization of the first cultured free-living representative of Candidatus Izemoplasma uncovers its unique biology”的文章，報(bào)道了中科院海洋所孫超岷課題組關(guān)于深海難培養(yǎng)微生物-軟壁菌門(mén)（Tenericutes）細(xì)菌首次純培養(yǎng)及其特殊生命過(guò)程的研究成果，為突破深海難培養(yǎng)微生物的培養(yǎng)瓶頸及深入了解深海稀有微生物類群的環(huán)境適應(yīng)機(jī)制提供了重要理論依據(jù)和研究范例。

深海蘊(yùn)含著海量的微生物資源，卻是地球上人們了解最少的生境之一。迄今為止，99.9%以上的深海微生物無(wú)法獲得純培養(yǎng)，稱之為難培養(yǎng)微生物，是地球上尚未實(shí)現(xiàn)有效開(kāi)發(fā)的巨大生物資源庫(kù)。軟壁菌門(mén)是一類獨(dú)特的難培養(yǎng)微生物類群，此類菌無(wú)細(xì)胞壁卻由厚壁菌門(mén)進(jìn)化而來(lái)。根據(jù)宏基因組預(yù)測(cè)結(jié)果可知它們具有突出的核酸降解能力，對(duì)磷、氮等元素的循環(huán)有重要驅(qū)動(dòng)作用，而且還能自如應(yīng)對(duì)深海高壓和陸地常壓環(huán)境，在進(jìn)化、耐壓和元素循環(huán)等方面有獨(dú)特的研究?jī)r(jià)值。但是由于軟壁菌生長(zhǎng)慢、豐度低，迄今國(guó)際上還沒(méi)有獲得任何深海生境的純培養(yǎng)菌株，阻礙了對(duì)其進(jìn)一步深入研究。

基于此，孫超岷研究團(tuán)隊(duì)利用在基本培養(yǎng)基中添加大腸桿菌DNA的新穎手段富集并純培養(yǎng)了一株Izemoplasma綱的軟壁菌。因其在進(jìn)化和代謝特征上兼具軟壁菌門(mén)和厚壁菌門(mén)的特征，研究人員特以《山海經(jīng)》中一種非魚(yú)非豬的怪物-?父魚(yú)（樣子像鮒魚(yú)，有魚(yú)的腦袋，卻長(zhǎng)著豬的身子）對(duì)該菌進(jìn)行了命名，即Xianfuyuplasma 。進(jìn)而基于轉(zhuǎn)錄組學(xué)手段揭示了其代謝有機(jī)物和硫代硫酸鈉進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的機(jī)制，基于生物化學(xué)等手段首次證實(shí)了其降解DNA的突出能力，并借助“科學(xué)”號(hào)科考船的先進(jìn)裝置進(jìn)行了深海原位實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該菌在自然生境中也具有降解DNA參與能量合成的獨(dú)特生命過(guò)程。多項(xiàng)前期研究表明深海富含各種類型的核酸分子（如DNA、RNA等），是一些微生物（如軟壁菌門(mén)）的重要能量來(lái)源。而這些類群降解核酸的突出能力有力促進(jìn)了深海生境磷、碳、氮等生命元素的生物地球化學(xué)循環(huán)進(jìn)程，對(duì)深海的物質(zhì)循環(huán)和能量代謝具有重要的驅(qū)動(dòng)作用。The ISME Journal主編認(rèn)為相關(guān)研究結(jié)果“對(duì)其他人從深海沉積物中分離和研究稀有物種有重要啟示”。

中科院海洋所博士研究生鄭日寬為第一作者，孫超岷研究員為通訊作者。研究得到國(guó)家基金委“水圈微生物驅(qū)動(dòng)地球元素循環(huán)的機(jī)制”重大研究計(jì)劃培育項(xiàng)目、大洋協(xié)會(huì)“深海生物資源計(jì)劃”及中科院海洋大科學(xué)研究中心前沿部署等項(xiàng)目聯(lián)合資助。