3月22日，國際生物學(xué)期刊The ISME Journal刊發(fā)了題為“Characterization of the first cultured free-living representative of Candidatus Izemoplasma uncovers its unique biology”的文章，報道了中科院海洋所孫超岷課題組關(guān)于深海難培養(yǎng)微生物-軟壁菌門（Tenericutes）細菌首次純培養(yǎng)及其特殊生命過程的研究成果，為突破深海難培養(yǎng)微生物的培養(yǎng)瓶頸及深入了解深海稀有微生物類群的環(huán)境適應(yīng)機制提供了重要理論依據(jù)和研究范例。

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(yǎng)，稱之為難培養(yǎng)微生物，是地球上尚未實現(xiàn)有效開發(fā)的巨大生物資源庫。軟壁菌門是一類獨特的難培養(yǎng)微生物類群，此類菌無細胞壁卻由厚壁菌門進化而來。根據(jù)宏基因組預(yù)測結(jié)果可知它們具有突出的核酸降解能力，對磷、氮等元素的循環(huán)有重要驅(qū)動作用，而且還能自如應(yīng)對深海高壓和陸地常壓環(huán)境，在進化、耐壓和元素循環(huán)等方面有獨特的研究價值。但是由于軟壁菌生長慢、豐度低，迄今國際上還沒有獲得任何深海生境的純培養(yǎng)菌株，阻礙了對其進一步深入研究。

基于此，孫超岷研究團隊利用在基本培養(yǎng)基中添加大腸桿菌DNA的新穎手段富集并純培養(yǎng)了一株Izemoplasma綱的軟壁菌。因其在進化和代謝特征上兼具軟壁菌門和厚壁菌門的特征，研究人員特以《山海經(jīng)》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 。進而基于轉(zhuǎn)錄組學(xué)手段揭示了其代謝有機物和硫代硫酸鈉進行能量轉(zhuǎn)換的機制，基于生物化學(xué)等手段首次證實了其降解DNA的突出能力，并借助“科學(xué)”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(xué)循環(huán)進程，對深海的物質(zhì)循環(huán)和能量代謝具有重要的驅(qū)動作用。The ISME Journal主編認為相關(guān)研究結(jié)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”。

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(qū)動地球元素循環(huán)的機制”重大研究計劃培育項目、大洋協(xié)會“深海生物資源計劃”及中科院海洋大科學(xué)研究中心前沿部署等項目聯(lián)合資助。