首次在实验室培养出石油降解微生物

石油碳氢化合物可以通过产甲烷降解过程转化为甲烷，该过程通常由多种微生物(细菌和产甲烷古菌)共同协调。有人认为，古细菌CandidatusMethanoliparum可以通过将长链烷烃的降解与产甲烷相结合来单独完成这一任务。现在，研究人员首次在实验室中从石油生产设施的沉淀池中培养了这种古细菌。

这项工作发表在《自然》杂志上，论文为“古菌物种的非互养产甲烷碳氢化合物降解”。”

“Methanoliparia是一种混合生物，它结合了石油降解剂和产甲烷菌(即甲烷生产者)的特性，”该研究的作者、马克斯·普朗克海洋微生物研究所和不莱梅大学海洋环境科学中心的科学家GunterWegener博士解释道。

由于研究人员在实验室成功培养了这些微生物，因此他们能够详细研究潜在的过程。这种“奇迹微生物”含有并过度表达编码烷基辅酶M还原酶和甲基辅酶M还原酶的基因，这些基因用于古菌多碳烷烃和甲烷代谢。结果，它将石油分解成甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)。

“在它的基因中，它携带着可以激活和分解各种碳氢化合物的酶的蓝图。此外，它还拥有甲烷生产商的完整装备，”韦格纳说。

研究人员将微生物与各种食物来源一起培养。他们写道：“不同底物的孵育实验和辅酶M结合中间体的质谱检测证实了Ca。甲烷油菌不仅能在多种长链烷烃上生长，而且还能在正烷基环己烷和具有长正烷基(C≥13)部分的正烷基苯上生长。相比之下，短链烷烃(例如乙烷到辛烷)或具有短烷基链(C≤12)的芳烃则不会被消耗。”

一个特别令人惊讶的结果是，这个古细菌用同一种酶激活了所有不同的碳氢化合物。“到目前为止，我们只培养了以乙烷或丁烷等短链碳氢化合物为生的古细菌。另一方面，Methanoliparia更喜欢含有长链化合物的重油，”RafaelLaso-Pérez博士说道，他目前是西班牙马德里国家生物技术中心的博士后研究员。

“直接利用长链碳氢化合物的产甲烷微生物——直到现在我们才知道它们的存在，”拉索-佩雷斯说。“即使是具有环状或芳香结构的复杂碳氢化合物对于Methanoliparia来说也不会太大，至少如果它们与至少一个较长的碳链结合的话。这意味着除了我们其他令人兴奋的结果之外，我们还发现了一条以前完全未知的产甲烷途径。”

本研究培养的甲醇脂属细胞源自中国最大的油田之一——胜利油田。然而，遗传分析表明这些微生物分布在世界各地。“我们的研究结果对地下油藏的石油开采有了全新的认识。这些生物体的广泛分布和潜在的工业应用使其成为未来几年令人兴奋的研究领域，”韦格纳总结道。