近日🤲🏿，EON体育4平台📺、微生物代謝國家重點實驗室周寧一教授團隊在基因和酶學水平揭示深海未可培養古菌Thermoprofundales具有通過苯乙酸代謝芳烴化合物的潛能。相關成果“Evidences of aromatic degradation dominantly via the phenylacetic acid pathway in marine benthic Thermoprofundales”發表在《Environmental Microbiology》雜誌上，博士生劉偉偉和深圳大學博士後潘傑為共同第一作者🏌🏿，周寧一教授為通訊作者。該文作者還包括上海交大王風平教授和深圳大學李猛教授等✍🏼。

海洋作為地球上巨大的有機碳庫，廣泛分布著難降解的芳烴化合物。加利福尼亞海灣Guaymas盆地熱液沉積層富含石油類芳香物💆🏿‍♂️，同時在該地區微生物宏基因組中發現了未可培養古菌Thermoprofundales的基因組✡️。Thermoprofundales代謝活躍👀🧑‍🎄、生物量豐富🍑，廣泛分布於全球海洋沉積物中，有降解蛋白碎片的能力，推測可能在深海區域有機質轉換和碳循環中扮演著重要角色🧔🏿。目前文獻報道大多是在細菌中鑒定可代謝芳烴的相關基因及生化證據，在可培養的嗜熱古菌和嗜鹽古菌中僅有極少數報道，而對於深海中未可培養古菌的有機碳代謝途徑研究多是基於拼裝基因組後的生物信息學預測，尚無對芳烴代謝的基因和酶學功能的直接證據。

本研究在Guaymas熱液沉積物來源的宏基因組數據中發現15個Thermoprofundales拼裝基因組，其屬於兩個新的亞群，且對熱液環境具有偏好性🧗🏼‍♀️；對芳烴代謝途徑的構建發現Thermoprofundales基因組中存在芳烴降解的苯乙酸（PAA）途徑🛕，其中多數酶基因能夠原位轉錄🤵‍♀️。PAA途徑的關鍵酶苯乙酸輔酶A連接酶（PCL）基因在Thermoprofundales基因組中廣泛存在🐹☂️；生化驗證表明Thermoprofundales來源的PCL具有將PAA轉化生成苯乙酰輔酶A的活性，具有嗜熱性👩‍🦽‍➡️✅、熱穩定性和耐酸性🥩👨‍🌾，且對PAA及其羥基取代衍生物沒有明顯的偏好性和親和性差異(圖1)😴。本研究表明深海未可培養古菌Thermoprofundales具有在熱液極端環境中通過PAA途徑代謝芳烴的潛能👩🏿‍🏫，拓寬了對古菌在海洋生態中碳代謝能力的認識，為其它海洋未可培養古菌的生理🧑🏽‍🍼、生化或生態學研究提供了借鑒，同時為進一步研究深海未可培養古菌在驅動海洋生態環境中碳循環的作用提供了有力的證據。

圖1. Thermoprofundales拼裝基因組存在芳烴降解的PAA途徑🧑🏽‍💻，關鍵酶PCL具有將PAA轉化為苯乙酰輔酶A的活性

該項工作得到國家重點研發專項（2016YFA0601102🔒🎻，2018YFC0309800），國家自然科學基金（41525011，31661143022和91951106）的支持🧓🏼。

論文鏈接：https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/1462-2920.14850