齊魯晚報·齊魯壹點記者 齊春讚

日前，國際生物學期刊The ISME Journal刊發了題為“Characterization of the first cultured free-living representative of Candidatus Izemoplasma uncovers its unique biology”的文章，文章報道了中科院海洋所孫超岷課題組關於深海難培養微生物-軟壁菌門（Tenericutes）細菌首次純培養及其特殊生命過程的研究成果，為突破深海難培養微生物的培養瓶頸及深入了解深海稀有微生物類群的環境適應機制提供了重要理論依據和研究範例。

深海首株軟壁菌門細菌的培養策略、形態及命名

深海蘊含著海量的微生物資源，卻是地球上人們了解最少的生境之一。迄今為止，99.9%以上的深海微生物無法獲得純培養，稱之為難培養微生物，是地球上尚未實現有效開發的巨大生物資源庫。軟壁菌門是一類獨特的難培養微生物類群，此類菌無細胞壁卻由厚壁菌門進化而來。根據宏基因組預測結果可知它們具有突出的核酸降解能力，對磷、氮等元素的迴圈有重要驅動作用，而且還能自如應對深海高壓和陸地常壓環境，在進化、耐壓和元素迴圈等方面有獨特的研究價值。但是由於軟壁菌生長慢、豐度低，迄今國際上還沒有獲得任何深海生境的純培養菌株，阻礙了對其進一步深入研究。

基於此，孫超岷研究團隊利用在基本培養基中添加大腸桿菌DNA的新穎手段富集並純培養了一株Izemoplasma綱的軟壁菌。因其在進化和代謝特徵上兼具軟壁菌門和厚壁菌門的特徵，研究人員特以《山海經》中一種非魚非豬的怪物-父魚（樣子像鮒魚，有魚的腦袋，卻長著豬的身子）對該菌進行了命名，即Xianfuyuplasma 。進而基於轉錄組學手段揭示了其代謝有機物和硫代硫酸鈉進行能量轉換的機制，基於生物化學等手段首次證實了其降解DNA的突出能力，並借助“科學”號科考船的先進裝置進行了深海原位實驗，驗證了該菌在自然生境中也具有降解DNA參與能量合成的獨特生命過程。多項前期研究表明深海富含各種類型的核酸分子（如DNA、RNA等），是一些微生物（如軟壁菌門）的重要能量來源。而這些類群降解核酸的突出能力有力促進了深海生境磷、碳、氮等生命元素的生物地球化學迴圈進程，對深海的物質迴圈和能量代謝具有重要的驅動作用。The ISME Journal主編認為相關研究結果“對其他人從深海沉積物中分離和研究稀有物種有重要啟示”（“have important inspiration for others to isolate and study rare species from deep-sea sediments”）。

中科院海洋所博士研究生鄭日寬為第一作者，孫超岷研究員為通訊作者。研究得到國家基金委“水圈微生物驅動地球元素迴圈的機制”重大研究計劃培育項目、大洋協會“深海生物資源計劃”及中科院海洋大科學研究中心前沿部署等項目聯合資助。