2023年6月12日，深圳大学高等研究院李猛教授课题组在微生物学权威期刊mBio（影响因子：7.786，中科院一区TOP期刊）发表了题为“Methane production by Methanothrix thermoacetophila via direct interspecies electron transfer with Geobacter metallireducens”的研究论文，揭示了甲烷丝菌依赖直接种间电子传递与地杆菌互营产甲烷的新机制。深圳大学高等研究院李猛教授为通讯作者，团队副研究员周瑾洁博士为第一作者，深圳大学为第一完成单位。
甲烷丝菌（Methanothrix）广泛分布于自然湿地、水稻田土壤等自然环境及厌氧消化系统中，是地球丰度最高的产甲烷古菌类别之一，在全球甲烷排放中起着重要作用。甲烷丝菌属于专性乙酸营养型产甲烷古菌，并具有完整的CO2还原通路，可通过直接种间电子传递（DIET）吸收来源于细菌的胞外电子，用于还原CO2生成甲烷。然而，目前已证实具有DIET能力的甲烷丝菌数量有限，其胞外电子传递机制也不清楚。本研究构建了甲烷丝菌Methanothrix thermoacetophila与地杆菌Geobacter metallireducens的共培养体系，证实了其可依赖DIET互营产甲烷；进一步地，测试了颗粒活性炭及磁铁矿这两种常用驱动DIET的导电材料对上述共培养体系甲烷释放的影响；最后，通过转录组学研究，揭示了Mx. thermoacetophila与G. metallireducens之间的胞外电子传递机制。研究结果为甲烷丝菌的生理学研究提供了重要见解，也为控制由甲烷引发的全球变暖提供了新的解决思路。
该研究得到国家自然科学基金委、广东省教育厅和深圳市科创委、中国博士后科学基金会等项目支持。原文链接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/mbio.00360-23
图1 嗜热甲烷丝菌依赖不同培养条件代谢及电子传递通路
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