南开大学特聘教授等发表《自然》新文章

　　

生物通报道：来自新西兰GNS Science，美国Ariadne Genomics, Inc.,以及南开大学泰达生物技术学院（TEDA School of Biological Sciences and Biotechnology）等多国研究人员组成的研究团队发现了一种可以在极端酸性条件下氧化甲烷的细菌，这纠正了之前对于甲烷氧化菌在酸性环境下的多样性分类，也对于进一步利用甲烷氧化菌帮助调节气候变化意义重大。这一研究成果公布在《Nature》在线版上。

文章的通讯作者之一是南开大学泰达生物技术学院院长、天津市功能基因组与生物芯片研究中心主任、教育部“****奖励计划”特聘教授王磊。今年3月其主持完成的一项研究成果发表在《PNAS》杂志上，这是在世界上首次完成了一株重要的采油微生物的全基因组破译，揭示了其遗传信息并首次发现重要代谢路径，为清除石油污染带来新的曙光，对于微生物采油技术的革新亦具有重要意义。

好氧性甲烷氧化菌（Methanotrophic bacteria）能氧化从土壤和泥沙沉积等中释放出来的甲烷，甲烷是主要的温室气体之一，这些甲烷氧化菌就像是一个生物过滤器，能减少大气中甲烷的含量，因此也就成为了应对全球气候变化中的一种生物武器。目前这类细菌生长环境没有发现能低于pH 5的，但是一些活性甲烷循环的环境酸度十分高。

在这篇文章中，研究人员发现了一种嗜酸性甲烷氧化菌，能在pH 2.0–2.5的环境下生存，不同于已知的甲烷氧化菌，这些嗜酸性甲烷氧化菌不属于变形细菌门（Phylum Proteobacteria），而倾向于疣微菌门（Verrucomicrobia）——一种最初由未知表型的未知物种组成的，包含广泛的细菌门。

研究人员进一步对这种细菌的基因组草图进行分析，结果发现其编码特殊甲烷单加氧酶（monooxygenase）的基因与甲烷变形菌（methanotrophic proteobacteria）的同源，但是，已知的甲烷和甲醛氧化的遗传组件却是缺失的，这说明这种细菌利用一些新的甲基化途径。同时对其三个pmoA基因（编码特殊甲烷单加氧酶亚基）的系统发生学分析表明这三个基因属于不同于proteobacterial簇，从而证明这是疣微菌门（Verrucomicrobia）和变形细菌门（Phylum Proteobacteria）的一个古老差异，而不是近期形成的。

这些发现说明细菌中氧化甲烷是比之前认为的要在生态上和遗传上更多分类的，并且之前的研究结果错误的评估了甲烷氧化菌在酸性环境下的多样性。
（生物通：张迪）

原文摘要：
Nature advance online publication 14 November 2007 |
doi:10.1038/nature06411; Published online 14 November 2007
Methane oxidation by an extremely acidophilic bacterium of the phylum Verrucomicrobia
『Abstract』

甲烷是主要的温室气体之一，目前在大气中的含量达1.7×10-6m3•m-3，比工业革命前增加了115%，并以1%年增长速度稳定增长。甲烷吸收太阳远红外光的能力比CO2高20～30倍，对全球增温的贡献率达15%。多年来对大气甲烷的产生、转运和循环以及调控的研究表明，80%以上的甲烷是通过微生物的活动产生的，一部分在进入大气前被微生物吸收利用，这样，大气中甲烷的净含量绝大部分是甲烷产生微生物和甲烷营养微生物相互作用的结果。因此，研究甲烷产生菌和甲烷氧化菌的活动规律和生态学特征，有利于揭示微生物介导的甲烷循环过程，并探索减排的措施。已知有80多种甲烷产生菌和100余种甲烷氧化菌，它们的种类和生态多样性比较广泛，环境差异和波动影响它们的生理代谢活性，从而导致甲烷排放的波动性和不确定性。

附：
王磊，1962年出生于天津，
1984年毕业于南开大学生物系微生物专业，
1987年留学澳大利亚，
1992年12月获得澳大利亚悉尼大学博士学位，
2001年底回国。

在国外期间，王磊教授分别任澳大利亚悉尼大学研究员（Research Fellow），澳大利亚微阵列研究中心微生物检测芯片研发负责人，国际经合组织研究员。回国后现任南开大学特聘教授（****），天津市特聘教授（海河学者），博士生导师，南开大学泰达生物技术学院院长，南开大学国家微生物重点学科学术带头人，是2002年国家杰出青年基金获得者，以及国家自然科学基金委员会“微生物学学科”第十届学科评审组专家。2005年获天津市授衔专家授衔。

主要研究领域为用基因组学和功能基因组学，包括生物信息学的手段进行微生物进化和进化基因组学、细菌脂多糖功能基因、重要工业微生物和病原菌的功能基因组、致病菌的快速鉴定等方面的研究，是世界此领域中较为活跃的青年科学家。

分别在Genetics，Infection and Immunity, Journal of Bacteriology， Journal of Clinical Microbiology，Genetics等国际微生物学重要杂志发表论文40篇，全部被SCI收录，总影响因子136，被引用次数380余次。最近分别被欧洲和美国微生物学会邀请参加编写两本总结现代微生物学发展前沿的专著。另外还申请有3项国际发明专利和94项国内发明专利 （其中二项已获授权）。

　　2001年底回国至今，王磊教授领导的实验室已形成了一支由100余人组成的科研创新团队，主要从事国家“863 计划”功能基因组与生物芯片重大专项和功能基因组主题项目、国家杰出青年基金和自然科学基金项目，天津市科委重大科技攻关项目、大型国际合作项目等科研项目，研究经费共约4800万元人民币。

在众多国际微生物学重要杂志发表论文40篇，全部被SCI收录，总影响因子136，被引用次数380余次。