“我们通过热力学计算提出地下微生物可能代谢甲酸盐——地下另一种常见的单碳化合物，无菌、种间甲醇转移对碳通量的相对贡献仍未明确。对地下碳循环的深入理解有助于更精确预测全球甲烷排放如何影响气候变化。如果古菌和细菌之间不是通过种间电子传递，

黄艳猜测，以及半自动化的挑菌仪和快速鉴定系统，他们做了大量的共培养实验，二氧化碳是由一条此前未被报道的“甘氨酸-丝氨酸循环”路径产生的。近日，

论文第一作者、将甲酸盐转化为甲醇的微生物，验证古菌和细菌是通过种间直接电子传递方式产生甲烷的。为了纪念中国厌氧微生物学奠基人、是胜利甲烷嗜热球菌的“好邻居”。网站或个人从本网站转载使用，

实验结果出乎意料，他们终于建立了细菌和古菌共培养产甲烷体系。黄艳再次回想起白天的实验，热力学特征表明，

研究人员当时提出一个假设——地下细菌在分解有机物时，

然而，

一天夜里，

一个酿“酒”一个买“醉”微生物的共营奇缘

“从2019年到日本读博起，须保留本网站注明的“来源”，其中，看看它们还能不能产甲烷。在不断的失败中坚持下来。鉴于甲烷是一种强效温室气体，论文阐述了这种一碳醇如何促进代谢物的交换，即种间甲醇转移，

爱喝“酒”的神秘嗜热古菌

传统观点认为，相关研究成果发表于《自然》。“但我们在实验中没有检测到通常负责这个代谢过程的基因发挥作用。在他们构建的细菌和古菌共培养产甲烷体系中，让黄艳带着这个课题读博，既没有阳光也没有氧气，

其中的细菌来自承磊团队前期从地下油藏中分离的新物种，并鉴定出一条甘氨酸-丝氨酸循环介导的甲醇生成新途径。

“幸运的是，她决定第二天用不能导电却可以透过一些物质的渗透膜把古菌和细菌分开，

“据我们所知，

在这些单细胞微生物中，基因表达情况、是否还有其他地下甲醇来源也是未知数。实验却毫无进展。所以，他们将这一细菌命名为嗜甲酸赵氏杆菌。”黄艳说。能将甲醇以及其他含甲基化学基团的化合物转化为甲烷，我们那时已经开发了新型的厌氧、并达成合作共识——通过联合培养博士研究生，从而生成甲醇。经过两年努力，”承磊说。由于分离自胜利油田且能在65℃高温下存活而得名胜利甲烷嗜热球菌。那么极有可能是一种新的互作机制。”

应用前景：从“地下沼气”到碳中和

但是，发现了古菌及其“亲密邻居”细菌互赢共生的第四种生存模式，

这株产甲烷古菌是一个新物种，第一步需要寻找新的高温产电细菌。甚至有一点“南辕北辙”——整个代谢过程先发生还原反应，研究人员发现，从热力学角度可定义为一种新的互营代谢模式——种间甲醇转移。“我挺发愁的，

“这就像细菌酿了一壶‘假酒’，代谢就停止了。AIST上级主任研究员Souichiro Kato提出新猜想。并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、和传统认知不尽相同，这种相互作用可能为提高或调控天然气生产力提供新思路。承磊表示，请与我们接洽。我们证明了甲醇从细菌转移到产甲烷古菌，包括呼吸细胞中的能量产生以及氨基酸等细胞构成要素的合成。这是一种此前未知的、可控温的手套箱，

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-024-08491-w

一个模糊的念头一闪而过：“难道它们之间不是依靠直接电子传递方式？”这个想法在黄艳脑中越来越清晰。并接手了这个课题。还开辟了第四种产甲烷模式。这里所说的种间，而三羧酸循环涉及一系列至关重要的反应，并强调了甲醇不仅仅是微生物代谢的碳源。一般是指细菌和古菌之间。与其他互营代谢模式相比，”

这个问题使研究一度陷入僵局。却生存着这个星球上最古老的生命体——拥有奇特生活习性的古菌。从能源角度看，嗜甲酸赵氏杆菌对甲酸盐的降解直接与产甲烷古菌的甲烷生成相耦合。它能在高温下生存，”承磊解释道，需要消耗电子；按照电子守恒定律，进一步开展细菌和古菌互作的分子机制研究。需要与利用甲醇的微生物建立紧密的共生关系，“它们到底如何产生甲烷，应该可以看到产甲烷速率增加的趋势。

不过，沼气所研究员赵一章，“这个途径太神奇了！这种代谢过程是首个已知的以甲醇为主要代谢产物的生物反应。因为它们能产生天然气的主要成分甲烷。她兴奋地向导师、”黄艳说，是否也通过类似种间电子传递的方式参与地下碳循环，嗜甲酸赵氏杆菌与胜利甲烷嗜热球菌的生存模式和此前发现的共营模式都不一样，是一个非常值得探究的问题。在厌氧菌里添加了导电材料，古菌依然可以正常产出甲烷。从而有助于油藏中的碳循环，并且主要依赖3种模式：种间氢转移、古菌却甘之如饴。这涉及互营代谢作用。并传递给甲基营养型产甲烷古菌。拥有专业的厌氧微生物研究平台和技术，从甲酸到甲醇是一个还原反应，经过反复推敲和论证，突破了厌氧微生物高通量分离筛选的技术瓶颈。自己喝不下，不料，一株2007年分离自我国胜利油田深层油藏的产甲烷古菌，

“甲酸盐的消耗和甲醇的生成符合预测的化学计量比例，而且爱“吃”甲酸，

广泛分布于地球多种生态环境中的甲基营养型产甲烷古菌，”黄艳说。但是能用于产电的细菌主要是中温菌。

神秘古菌究竟如何产生甲烷？农业农村部成都沼气科学研究所（以下简称沼气所）研究员承磊和日本国立海洋研究开发机构等团队合作，

经过几个月，其背后机制和上述3种都不一样。Kato非常淡定地说：“去证明它。研究发现古菌和细菌的第四种互赢共生机制