PNAS∣极限的甲烷氧化菌，500 ppm甲烷浓度下即可快速生长

“PNAS∣极限的甲烷氧化菌，500 ppm甲烷浓度下即可快速生长”

文献信息：        

Lian He, Joseph D. Groom, Erin H. Wilson, Janette Fernandez, Michael C. Konopka, David A. C. Beck, and Mary E. Lidstrom.

https://doi.org/10.1073/pnas.2310046120 

PNAS 影响因子：12.779

背景介绍

大气中强温室气体CH₄的含量迅速增长，去除甲烷的一种方法是利用甲烷氧化菌，这种细菌可以将CH₄转化为CO₂和生物质。通常，甲烷氧化菌需要在5000到10000 ppm左右的CH₄环境下生长，但大气中的CH₄仅有1.9 ppm。垃圾填埋场、厌氧消化废水、水稻废水、油气井等排放场所上方的空气中含有的甲烷也才只有500 ppm。因此，需要开发可以在500 ppm或更低CH₄浓度下生长的甲烷氧化菌。

在这里，作者报道了一些可以在500 ppm浓度CH₄生长良好的甲烷氧化菌，其中一株菌Methylotuvimicrobium buryatense 5GB1C甚至可以保持较高的氧化速率。基于生物反应器的性能和转录组学分析，这种细菌可以在极低的生长浓度下保持较高能量维持，且具有极高的CH₄亲和力。

在甲烷排放场所中，该菌是极佳的可利用菌种之一。

图文解读

图1 在500 ppm浓度CH₄下，各菌株的生长性能

（a-f）7个甲烷氧化菌的生长情况。

（g）7个甲烷氧化菌在14天内平均的日生长情况。

图2 M. buryatense 5GB1C的生长特征和生长动力学常数

（a）不同CH₄浓度条件下，菌株相对应的生长速率。

（b）菌株生长速率和CH₄氧化速率的线性关系。

（c）初始CH₄浓度对菌株氧化CH₄速率的影响。

（d）初始CH₄浓度和CH₄氧化速率的线性关系。

          

（a）全部基因组的转录组学对比。

（b）中心碳代谢过程的转录组学对比。

（c）能量过程的转录组学对比。

（d）细胞组装模块的合成和辅因子的转录组学对比。

（e）翻译和转录水平的转录组学对比。

（f）运动和趋化性的转录组学对比。

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