中科院海洋所科研成果登上國際學術期刊，為發現新型光能利用機制等科研專案提供了理論依據

半島全媒體記者 徐傑

7月19日，記者從中科院海洋所獲悉，近日，國際學術期刊Environmental Microbiology報道了中科院海洋所孫超岷課題組關於深海熱液微生物可利用紅外光進行能量合成的研究成果，為發現新型光能利用機制和評估地質熱源光對深海熱液生態系統的貢獻提供了理論依據和研究範例。

據介紹，長期以來，研究人員普遍認為深海是一個黑暗的、由化學能支撐維繫的生態系統，但越來越多的證據表明深海熱液區，尤其是高溫煙囪體附近可以發出以紅外光為主的地質熱源光。但是，深海熱液生態系統的微生物是否可利用這種地質光源進行特殊“光合作用”或其他未知光能代謝途徑，一直是學術界關注和爭議的焦點，其中也蘊含著許多重要科學問題。

比如，深海微生物是否能夠利用紅外光作為能量來源？如果能夠利用，又是基於哪些能量代謝通路？深海微生物利用紅外光是否依賴葉綠素？如果不是，還有哪些新穎的光能利用方式？

圍繞以上科學問題，孫超岷團隊基於“科學”號2018年從深海熱液口附近採集的沉積物，採用紅外光富集培養技術從沉積物樣品中獲得了一株正黃胞球菌Croceicoccus marinus OT19。研究發現，相比於其他型別的光（藍光、綠光、紅光等），該菌株在紅外光（940 nm）照射下可獲得最快生長速度。但基因組測序表明，該菌株不包含葉綠素合成通路及視紫紅質編碼基因，不屬於常見的光能利用型別。結合蛋白質組及其他手段證實細菌光敏色素在紅外光促生長過程中發揮關鍵作用，而且紅外光可顯著促進該菌株的丙酮酸和丙酸代謝。

而後，科研人員透過生理學實驗進一步證實，紅外光可促進丙酮酸和丙酸向乙醯輔酶A和琥珀醯輔酶A的轉變過程，進而顯著增強了三羧酸迴圈通路及能量產生，最終促進了菌株的快速生長。該研究成果為認知深海微生物的光能利用機制提供了新的視角，併為深入開展高溫熱液生態系統特殊能量代謝機制及低能量光能利用研究提供了範例。

該研究得到了中國科學院戰略性先導科技專項、大洋協會“深海生物資源計劃”等專案聯合資助。

本文來源：山東熱搜