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科技日报--海洋暗物质

2022-12-02 12:55阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/5119766161

题记：真是孤陋寡闻了，小小的细菌竟然也参与了全球的碳循环并且具有固定二氧化碳的能力！这个世界总是有一些惊奇是人类无法预料到的。能参与光合作用的不仅仅是植物，微小的细菌也能！人类要想抑制全球变暖，不仅仅需要树木来固碳，也要好好研究和利用细菌这支庞大的“队伍”；看来是它们要登场亮相的时候了！
新研究揭示了海洋暗物质
科技日报--海洋暗物质
新发现表明海洋微生物利用光合作用。

海洋细菌利用光合作用吸收二氧化碳。


科学家可以通过确定海洋微生物是否利用光合作用来确定海洋细菌是否参与了全球碳循环，光合作用是利用阳光将二氧化碳和水转化为能量的过程。


然而，大多数海洋微生物在很大程度上仍未得到研究，因为它们不在实验室环境中生长，这限制了科学界对这些物种是否参与光合作用的理解。


中国科学院（CAS）青岛生物能源与生物过程技术研究所（QIBEBT
）的科学家利用拉曼光谱技术直接鉴定了二氧化碳固定细胞或从海水中吸收二氧化碳的细胞。这一发现表明细菌确实参与了光合作用。


他们的研究结果最近发表在《生物设计研究》杂志上。
科技日报--海洋暗物质
尚未培养的CO2固定细菌通过拉曼激活重力驱动封装（RAGE）技术根据拉曼位移以单细胞分辨率进行分类，随后的单细胞测序在靶细胞中发现了基于视紫红质的光驱动质子泵。作者：刘阳


基于叶绿素的光合作用是用于CO2固定的众所周知的光收集系统。据报道，基于一种被称为蛋白视紫红质或PR的蛋白质的光合作用可以在光照下固定二氧化碳。随后，已经报道了海洋细菌中某些类型的CO2固定。


“含PR的细菌可能是最丰富的，而微生物视紫红质（另一种蛋白质）可能在很大程度上有助于海洋中的太阳能收集。然而，第一作者之一、青岛生物能源与生物过程技术研究所单细胞中心高级工程师景晓燕表示，在自然条件下含PR的菌群是否能固定二氧化碳，目前仍不清楚。”


研究人员首先从中国黄海的透光区（即暴露在阳光下的海洋最上层）采集的海水中识别出固定二氧化碳的细胞，方法是追踪它们摄入的化合物C-碳酸氢盐。研究人员通过使用单细胞拉曼光谱（SCRS）来实现这一点，这是一种用于研究分子的技术。


“然后，我们使用了一种称为拉曼激活重力驱动封装（RAGE）的技术来分离Pelagibacter的目标细胞，我们研究的Pelagibacer是SAR11细菌群的一员，”共同第一作者、青岛生物能源与生物过程技术研究所单细胞中心博士后徐腾说。研究人员扩增了这些分离的Pelagibacter单细胞的基因组，并对每个细胞进行了测序。


共同第一作者、青岛生物能源与生物过程技术研究所单细胞中心助理研究员龚延海说：“利用一种改进的拉曼活化细胞分选技术，以精确的一种细胞分辨率对微生物组进行分选和测序，我们发现，未培养的Pelagibacter spp.是最丰富的SAR11海洋细菌之一，可以利用光动力代谢来固定海水中的CO2，从而促进全球碳循环。”


“这项研究表明，RAGE介导的单细胞基因组分析可以在海洋中未培养细菌的表型和基因型之间建立可靠的联系，这解决了一个基本问题，并为基于功能的环境中‘生物暗物质’的解剖铺平了道路，”牛津大学的共同通讯作者黄伟教授说。




青岛生物能源与生物过程技术研究所单细胞中心的徐健教授表示：“进一步的研究可以扩展到不同深度和地区的其他海水样本。”“此外，整合和应用SCRS和单细胞转录组技术对CO2固定微生物进行进一步研究也是值得的。”

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