《科学》：从基因组序列推测出酶机制

　　

生物通报道：世界上大约10%到25％的沼气（甲烷）都来自于水稻田。甲烷是一种由不同类群的微生物产生的温室气体。氧气通常对这种微生物都有很高的毒性。水稻根本中主亚甲烷制造者是一种叫做Rice Cluster I（RC-I）的古细菌（Archaea）。使这些古细菌获得一种竞争优势的机理目前还不清楚。

 

现在，来自德国马克思·普朗克陆地微生物研究所和马克思·普朗克分子遗传学研究所的研究人员完成了一种来自产甲烷微生物混合培养物MRE50中的RC-1的全基因组测序。根据这种基因组序列，研究人员推测存在一些之前未知的产甲烷古细菌酶机制。这些机制帮助RC-I古细菌在氧气存在的情况下存活下来。而且，还使RC-I古细菌能特异性地适应富含氧的水稻根部区域的环境。这些结果解释了RC-I古细菌为什么会有一种选择性的存活优势。这项研究的结果公布在7月21日的《科学》杂志上。

 

图：一种用于测序RC-I古细菌完整基因组使用的混合物。用特殊的RC-I古细菌探针（红色荧光细胞）和细菌（绿色荧光细胞）进行杂交，有助于确定出混合培养物的不同成分。

 

测序结果显示，RC-I古细菌由320万个碱基对构成，并且编码3103个蛋白质。这些蛋白质能够根据它们的甲烷代谢被组织起来。RC-I古细菌应该属于hydrogenotroph Methanogenic Archaea——它只能在没有氧气的情况下制造甲烷。但是RC-I古细菌的基因组能够编码产甲烷古细菌特有的酶机制，并使它在有氧的环境中存活下来。这些酶能够快速对高活性氧进行脱毒。

 

RC-I基因组的测序给开发出一种监控RC-I古细菌在自然环境中活动的分子生物学方法奠定了基础。（生物通记者杨遥）