近日，深圳大學高等研究院李猛教授團隊與農業(yè)農村部沼氣科學研究所承磊研究員團隊、德國馬克斯普朗克海洋微生物研究所Gunter Wegener教授團隊合作，在古菌降解長鏈烷烴產甲烷研究方面取得突破性進展，在國際頂尖學術期刊《Nature》發(fā)表了題為“Non-syntrophic methanogenic hydrocarbon degradation by an archaeal species”的研究論文。該研究結合穩(wěn)定碳同位素標記培養(yǎng)、宏基因組和宏轉錄組測序、高分辨質譜等技術，深入分析了一類新型產甲烷古菌（CandidatusMethanoliparum），首次證實了其獨立降解長鏈烷基烴產甲烷的功能。深圳大學高等研究院李猛教授為論文共同通訊作者，團隊成員張翠景副研究員為論文的共同第一作者。

石油是一種重要的能源物質，經過一個多世紀的開采，出現了大量的“老舊”油井，常規(guī)開采手段已經無法有效進行原油開采。利用微生物將石油轉化為天然氣甲烷，是一種廉價、清潔的開采方式。過去的研究認為，降解石油烴產甲烷的過程由細菌和古菌通過互營代謝完成，具有耗時久、體系不穩(wěn)定等問題。本研究通過對勝利油田樣品的長時間富集培養(yǎng)，獲得了一類新型的產甲烷古菌（CandidatusMethanoliparum）。通過熒光原位雜交、穩(wěn)定碳同位素標記培養(yǎng)、宏基因組和宏轉錄組測序、高分辨質譜等一系列分析結果，證明Ca. Methanoliparum可以直接氧化長鏈烷基烴，并通過β-氧化、Wood-Ljungdahl途徑進入產甲烷代謝，而不需要通過互營代謝來完成（圖1）。即這類新型的產甲烷古菌可以不與其他微生物合作，繞過復雜過程，直接“吃掉”石油產生甲烷。

該研究證實了古菌可以獨立降解復雜石油烴產甲烷，并提出了一種新的古菌甲烷產生類型，即長鏈烷烴代謝產甲烷，區(qū)別于傳統(tǒng)的氫營養(yǎng)型、乙酸還原型和甲基營養(yǎng)型。

《Nature》期刊認為，這一發(fā)現令產甲烷古菌的研究邁出了一大步，無論是對基礎研究，還是未來應用都提供了新的認知。

據悉，該研究結果拓展了我們對產甲烷古菌的生理代謝功能的認知，完善了碳循環(huán)的生物地球化學過程，為地下枯竭油藏殘余原油的生物氣化開采奠定了科學基礎。據初步估算，未來，如能將這種新型古菌應用于我國現存的地下枯竭油藏開采，利用微生物將石油轉化為天然氣甲烷，不僅讓油氣共采成為可能，其所產油氣的總量可相當于再造一個大慶油田，對保障我國能源安全將具有重要意義。

研究得到國家自然科學基金委、廣東省教育廳和深圳市科創(chuàng)委等項目支持。論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-04235-2。

圖1古菌降解長鏈烷基烴產甲烷及相關代謝途徑

（高等研究院 供稿）