一體化:新型微生物能將石油降解為天然氣

2020-08-28 閱盡世界美好

微小的生物粘附在油滴上並發揮著巨大的作用:作為一種生物,它們可能通過稱為烷烴歧化的過程從油中產生甲烷。以前,這只是從細菌和古細菌之間的共生關係中得知的。科學家們現在已經在世界範圍內的油藏中發現了這種叫做Methanoliparia的微生物細胞。

在許多被稱為「滲漏」的地方,原油和天然氣自然從海底逃逸。在那裡,這些碳氫化合物從烴源巖通過裂縫和沉積物向上移動到地表,在那裡它們從地下洩漏並維持黑暗海洋中多種人口密集的棲息地。大部分碳氫化合物(主要是烷烴)在到達沉積物表面之前已經被降解。即使在沒有氧氣的沉積物的深處,它也為地下微生物提供了重要的能源,其中包括一些所謂的古菌。

近年來,這些古菌有很多驚喜。現在,由德國不萊梅馬克斯普朗克海洋微生物研究所和海洋環境科學中心MARUM的科學家領導的一項研究提供了有可能轉化長鏈碳氫化合物的微生物的環境信息,基因組和第一張圖像。甲烷。他們的結果發表在mBio期刊

將油分解成甲烷和二氧化碳

這種微生物,一種名為Methanoliparia的古生物,通過稱為烷烴歧化的過程轉化碳氫化合物:它將油分解為甲烷(CH 4)和二氧化碳(CO 2)。以前,這種轉變被認為需要兩種生物,古菌和細菌之間的複雜關係。馬克斯普朗克海洋微生物研究所和MARUM的研究小組為不同的解決方案提供了證據。「這是我們第一次看到一種微生物有可能將石油單獨降解為甲烷,」第一作者Rafael Laso-Pérez解釋說。

在墨西哥灣巡航期間,科學家們收集了Chapopote Knoll的沉積物樣本,這是一種海洋中3000米深的油氣滲漏。回到不萊梅的實驗室,他們進行了基因組分析,發現Methanoliparia配備了新的酶,可以使用非常活潑的油而不需要氧氣。「這種新生物,Methanoliparia,是一種複合物,」本研究的發起者和資深作者Gunter Wegener說。「它的一些親屬是多碳烴降解古菌,其他的是長期以來已知的產甲烷菌,它們形成甲烷作為代謝產物。」 利用兩個親屬的組合酶工具,Methanoliparia活化並降解油,但形成甲烷作為最終產物。此外,

非常頻繁和全球分布 d

隨著時間的推移,產甲烷微生物對地球氣候非常重要,因為它們的代謝產物甲烷是一種重要的溫室氣體,其效力是二氧化碳的25倍。因此,Laso-Pérez和他的同事們也有興趣了解這種新型生物有多廣泛。「我們掃描了DNA文庫,發現Methanoliparia經常在油藏中檢測到 - 而且只在油藏中 - 遍布海洋。因此,這種生物可能是長鏈烴轉化為甲烷的關鍵因素, 「Laso-Pérez說。

因此,科學家接下來想深入研究這種微生物的秘密生活。「現在我們有關於Methanoliparia的廣泛分布和驚人潛力的基因組證據和圖片。但我們還不能在實驗室中培育它們。這將是下一步。它將使我們能夠研究更多令人興奮的細節,「韋格納解釋道。「例如,是否有可能扭轉這一過程,最終使我們能夠將溫室氣體轉化為燃料。」

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