面向世界科技前沿,面向國家重大需求,面向國民經濟主戰場,率先實現科學技術跨越發展,率先建成國家創新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

首頁 > 科研進展

海洋所提出微生物介導深海冷泉形成單質硫新途徑

2020-05-28 海洋研究所
【字體:

語音播報

  5月27日,國際生物學期刊ISME J 刊發題為A novel bacterial thiosulfate oxidation pathway provides a new clue about the formation of zero-valent sulfur in deep sea 的文章,報道了中國科學院海洋研究所孫超岷課題組關于深海冷泉環境細菌氧化硫代硫酸鈉形成單質硫新型途徑的研究成果,為解釋我國南海冷泉噴口廣泛分布硫單質的成因提供了重要理論依據。

  在前期科考調查中,海洋所張鑫研究組基于拉曼光譜觀測到我國南海冷泉環境中單質硫含量豐富,但是形成原因不清晰。而微生物是硫循環的主要驅動者,對深海硫循環有重要貢獻,但限于采樣困難、微生物難于分離培養等因素,基于深海微生物參與硫循環形成單質硫的機制知之甚少。針對這種情況,孫超岷課題組借助“科學”號科考船從南海典型冷泉環境中分離得到一株可以高效氧化硫代硫酸鈉形成單質硫的細菌Erythrobacter sp. 21-3,拉曼光譜確定其介導形成的單質硫結構為環狀S8。

  為深入了解該菌形成單質硫的分子機制,研究組分別借助蛋白組學、分子遺傳學及分析化學等手段深入揭示了Erythrobacter sp. 21-3驅動氧化硫代硫酸鈉形成單質硫的關鍵基因和相應功能,并提出了一種前人從未發現的新型硫氧化途徑。在該途徑中,第一步反應由Thiosulfate dehydrogenase (TsdA)蛋白介導,氧化兩個硫代硫酸根生成連四硫酸根,進而Thiosulfohydrolase(SoxB)水解連四硫酸根上的磺酸基,剩余硫烷聚合形成多聚硫(S8)。在特定情況下,多聚硫S8被Sulfur dioxygenase(SdoA或SdoB)氧化為亞硫酸根,最終氧化為硫酸根。基于宏基因組的進一步研究結果顯示,該途徑廣泛存在于赤桿菌及其他變形菌門和擬桿菌門微生物中,說明該新型硫氧化途徑對深海硫元素循環有重要貢獻。該研究成果不僅豐富了微生物硫氧化途徑,也為解釋我國南海冷泉噴口存在大量硫單質的成因及深海硫元素循環的新型機制研究提供了重要理論依據。

   海洋所博士研究生張晶為文章第一作者,孫超岷為通訊作者。研究得到中科院戰略先導專項、大洋協會“深海生物資源計劃”及國家重點研發計劃等聯合資助。

E. flavus 21-3參與硫代硫酸鈉氧化形成單質硫的關鍵基因

深海細菌氧化硫代硫酸鈉形成單質硫新途徑

打印 責任編輯:葉瑞優
  • 中國科大等發表量子保密通信綜述論文

掃一掃在手機打開當前頁

© 1996 - 中國科學院 版權所有 京ICP備05002857號 京公網安備110402500047號

地址:北京市三里河路52號 郵編:100864

電話: 86 10 68597114(總機) 86 10 68597289(值班室)

編輯部郵箱:casweb@cashq.ac.cn

  • 网上正规的彩票网站-首页