“雖然占地球生物量超過(guò)20%，但是古菌這種古老的生命體依然不為人們所了解�！苯�，在華中農業(yè)大學(xué)召開(kāi)的中國丹麥古菌研討會(huì )上，華中農業(yè)大學(xué)校友、丹麥哥本哈根大學(xué)生物學(xué)院副教授佘群新告訴記者，來(lái)自中、丹兩國的科學(xué)家們正試圖聯(lián)手揭開(kāi)古菌的神秘面紗。
存在于生命邊界
據佘群新介紹，作為地球上最古老的生命體之一，古菌已經(jīng)存在了至少30億年。曾有學(xué)者比喻，如果將地球約46億年的年齡比作一年，那么古菌早在3月的某天就出現了，而人類(lèi)誕生不過(guò)是12月31日的事。
盡管古菌有著(zhù)漫長(cháng)的歷史，但直到上世紀70年代才被生物學(xué)家發(fā)現，在飽受爭議后，最終和真核生物、細菌一起統稱(chēng)為生物的三域。
“30年前人們習慣于將古菌等同于細菌�！敝锌圃何⑸镅芯克芯繂T東秀珠告訴記者，隨著(zhù)認識的深入，研究者發(fā)現，“古菌的外殼像細菌，內核更像高等生物，為我們研究生命的繁衍、DNA復制等提供了非常好的模式”。
在長(cháng)期的科研實(shí)踐中，東秀珠發(fā)現，古菌中蘊藏著(zhù)遠多于另兩類(lèi)生物的、未知的生物學(xué)過(guò)程和功能，“它讓我們驚訝，并不斷擴大我們之前的認識”。
“其中最重要的就是對生命邊界的認知�！睎|秀珠舉例說(shuō)，傳統觀(guān)念認為溫度高于100℃就沒(méi)有生命存在，但研究發(fā)現有一種嗜熱古菌在高溫下仍能夠不失活性并正常生長(cháng)。
“現在我們知道121℃仍然有生命存在，也許還會(huì )更高�！�
東秀珠認為，很多古菌生活在高溫、高壓、高鹽以及酸性等極端條件下，那里曾被譽(yù)為“生命的禁區”，研究古菌就是希望它能告訴我們生命的界限在哪里。
寶貴的基因資源
雖然國內對于古菌的研究大都停留在生物學(xué)的基礎研究方面，但是研究者們已經(jīng)從極端條件下生存的古菌身上看到了巨大的工業(yè)應用前景。
華中農業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院教授梁運祥告訴記者，正是因為很多古菌能在高溫、高壓、高鹽等極端環(huán)境中生存，所以古菌生物技術(shù)為工業(yè)生產(chǎn)應用提供了豐富的基因資源。比如研究嗜鹽菌的耐鹽機理，有助于解決植物難以在沙漠化地區和鹽堿地生存的難題。
梁運祥介紹說(shuō)，去年，華中農業(yè)大學(xué)與丹麥哥本哈根大學(xué)古菌研究中心合作完成了古菌的遺傳操作體系，接下來(lái)還將嘗試開(kāi)發(fā)一些有用的基因。
作為國內為數不多的古菌研究者之一，東秀珠也作著(zhù)同樣的嘗試。她和她的團隊長(cháng)期研究生產(chǎn)沼氣的甲烷古菌，并積累了很好的成果。目前，他們已經(jīng)從青藏高原采集到一種耐低溫甲烷古菌，正試圖從中找到突破，用來(lái)攻克“冬天不產(chǎn)沼氣”的難題。
此外，研究人員還嘗試從嗜熱菌和嗜冷菌中分離出不同特性的酶，用在食品加工、造紙等領(lǐng)域。據丹麥哥本哈根大學(xué)生物學(xué)院副教授A(yíng)nders介紹，由于嗜冷微生物在低溫條件下調節能力更強，含有更多的不飽和脂肪酸和短鏈脂肪酸，在丹麥，人們將嗜冷酶廣泛應用在牛奶加工業(yè)。
需要更多人的關(guān)注
相對于古菌研究的巨大前景而言，國內為數不多的幾支研究團隊顯得過(guò)于單薄。
因為研究力量薄弱，所以研究者們特別珍視彼此間的合作。梁運祥告訴記者，去年由丹麥發(fā)起完成的古菌全基因組測序工作，幾乎所有的古菌研究者都自費參與其中，“只有合作才能走得更快已經(jīng)成為大家的共識”。
丹麥哥本哈根大學(xué)古菌研究中心在極端微生物領(lǐng)域的研究已有20多年的歷史，是全球最早從事極端微生物研究的實(shí)驗室之一。該中心負責人Roger教授對中國古菌研究作出了如此評價(jià)：“每一個(gè)實(shí)驗室都有自己的特色，雖然沒(méi)有競爭，但是有重疊，這種相互之間的合作使得你們處于一個(gè)高產(chǎn)的階段�！彼瑫r(shí)建議，應該建立相對中心的實(shí)驗室來(lái)帶動(dòng)整體研究水平的提升。
作為此次中國丹麥古菌研討會(huì )的發(fā)起人之一，佘群新在華中農業(yè)大學(xué)和哥本哈根大學(xué)之間建立了非常好的合作紐帶，“還希望更多的人來(lái)關(guān)注，包括一些生物企業(yè)，只有理論研究和應用結合起來(lái)，才能共同推動(dòng)古菌研究的發(fā)展”。
佘群新告訴記者，目前，華中農業(yè)大學(xué)的實(shí)驗室已經(jīng)取得了一些令人興奮的進(jìn)展，預計最新成果將會(huì )在明年發(fā)表。對此，他充滿(mǎn)了信心和期待：“我們現在所處的階段就好像站在一個(gè)小島上，看著(zhù)遠方已經(jīng)初顯的陸地，那將會(huì )是又一個(gè)小島呢，還是大陸？”
“我想應該是大陸�！辟苋盒抡f(shuō)。
（來(lái)源：科學(xué)時(shí)報）
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