小身材,大作用!微生物中的空气净化卫士
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甲烷氧化菌在众多的微生物中空气净化的佼佼者。它们既能吸收环境中主要的温室气体,也能吸收环境中的重金属。现在,科学家们又对它们的工作方式有了新的理解。
两种从未研究过的蛋白——MbnB和MbnC,已被确定部分影响这些细菌的内部运行。这些生理过程使甲烷氧化菌能够帮助我们应对气候变化。
MbnB蛋白质的结构。图片来源: Amy Rosenzweig Lab, Northwestern University
根据近日发表在《Science》上的这项新研究,一旦我们对这些细菌如何工作有了更好的了解,我们就可以利用它们来完成一些重要的环境清理任务,甚至还能够治疗疾病。
论文通讯作者美国西北大学的Amy Rosenzweig博士说:“我们的发现远远超出了甲烷氧化菌本身。这两种蛋白质也存在于其他细菌中,包括人类病原体。”
这就是为什么MbnB和MbnC很重要:它们负责产生一种名为甲烷杆菌肽的修饰肽,从而使细菌能够吸收环境中的铜。然后,将铜用作燃料将甲烷吸入甲烷氧化菌并将其转化为甲醇用于食物。这一过程使科学家们对这种细菌如此感兴趣,而MbnB和MbnC恰恰负责启动这一连串的反应。
加上更高水平的二氧化碳,大气中甲烷含量的增加也是导致全球变暖的主要驱动因素。它来自于自然界,也来自于石油和天然气行业。
科学家们目前正在权衡利用甲烷氧化菌来对抗未来的甲烷含量上升,并通过将甲烷转化为燃料的方法将其作为一种潜在的可再生能源。
更重要的是,由于甲烷氧化菌素会与铜紧密地结合,甲烷氧化菌也被用作治疗威尔逊氏病的一种潜在方法,这是一种罕见的遗传性疾病,身体无法正确地处理食物中的少量铜,而用这种细菌制成的新型益生菌可能是一种潜在的疗法。
关于这一点的研究数量和研究方法还有欠缺,但是这项新研究也能够提高我们对其他细菌种类的理解。
由于确定了MbnB和MbnC以及它们所参与到的过程,科学家们能够更好地预测哪种细菌产生了哪种特定的甲烷氧化菌素。
Rosenzweig说:“一种需要金属的酶参与到这些化学基团的形成过程中,这在过去是不为人知的,而且这两种蛋白质在过去也没有被研究过。此外,类似的酶在其它情况下也会产生,这表明这个化学过程的重要性不仅仅局限在产生甲烷氧化菌素上。”
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