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来源：深圳大学
近日，深圳大学高等研究院李猛教授团队在《自然》发表研究论文，首次证实产甲烷古菌可直接“吃掉”石油产生甲烷为后续开采奠定了科学基础。
该研究结合稳定碳同位素标记培养、宏基因组和宏转录组测序、高分辨质谱等技术，深入分析了一类新型产甲烷古菌（Candidatus Methanoliparum），首次证实了其独立降解长链烷基烃产甲烷的功能，在古菌降解长链烷烃产甲烷研究方面取得突破性进展，为地下枯竭油藏残余原油的生物气化开采奠定了科学基础。该研究由深圳大学、农业农村部沼气科学研究所、德国马克斯普朗克海洋微生物研究所合作完成。深圳大学高等研究院李猛教授为论文共同通讯作者，团队成员张翠景副研究员为论文的共同第一作者。石油是一种重要的能源物质，经过一个多世纪的开采，出现了大量的“老旧”油井，常规开采手段已经无法有效进行原油开采，大量原油“沉睡”在地下。利用微生物将石油转化为天然气甲烷，是一种廉价、清洁的开采方式。过去的研究认为，降解石油烃产甲烷的过程由细菌和古菌通过互营代谢完成，具有耗时久、体系不稳定等问题。
古菌降解长链烷基烃产甲烷及相关代谢途径本研究通过对胜利油田样品的长时间富集培养，获得了一类新型的产甲烷古菌（Candidatus Methanoliparum）。通过荧光原位杂交、稳定碳同位素标记培养、宏基因组和宏转录组测序、高分辨质谱等一系列分析结果，证明该类型的产甲烷古菌可以直接氧化长链烷基烃，并通过β-氧化、Wood-Ljungdahl途径进入产甲烷代谢，而不需要通过互营代谢来完成（如上图）。即这类新型的产甲烷古菌可以不与其他微生物合作，绕过复杂过程，直接“吃掉”石油产生甲烷。该研究证实了该古菌可以独立降解复杂石油烃产甲烷，并提出了一种新的古菌甲烷产生类型，即长链烷烃代谢产甲烷，区别于传统的氢营养型、乙酸还原型和甲基营养型。《自然》期刊认为，这一发现令产甲烷古菌的研究迈出了一大步，无论是对基础研究，还是未来应用都提供了新的认知。据悉，该研究结果拓展了我们对产甲烷古菌的生理代谢功能的认知，完善了碳循环的生物地球化学过程，为地下枯竭油藏残余原油的生物气化开采奠定了科学基础。据初步估算，未来，如能将这种新型古菌应用于我国现存的地下枯竭油藏开采，利用微生物将石油转化为天然气甲烷，不仅让油气共采成为可能，其所产油气的总量可相当于再造一个大庆油田，对保障我国能源安全将具有重要意义。
李猛，深圳大学高等研究院特聘教授，博士生导师。2011年于香港大学获得博士学位，2016年入选国家特聘青年人才，并获批国家基金委“优秀青年”科学基金项目，2020年获得第六届中国生态学学会青年科技奖。李猛教授主要从事环境古菌生物学研究，近年来在古菌的新类群发现其生态功能等方面取得系列成果。先后主持了国家及省市级等数十项科研项目，以通讯作者或第一作者在Nature、Nature Microbiology、Nature Communications、The ISME Journal、Microbiome等期刊发表文章90余篇，文章被引用近4000次，H 指数为32 (Google Scholar 数据)。
