在深海热液喷口发现了一种新的中温氧化硫细菌——癌热氢单胞菌，加深了我们对细菌进化和多样性的认识。这一突破证明了微生物培养在补充基因组研究方面的重要性，为深海细菌的适应和进化提供了新的见解。上面的图片描绘了东太平洋隆起的深海热液喷口，被称为“螃蟹温泉”。图片来源:Stefan Sievert, WHOI/NSF/HOV Alvin，伍兹霍尔海洋研究所提供

　　在深海热液喷口被称为“螃蟹温泉”的一种新发现的细菌为细菌的进化提供了重要的见解。

　　深海热液喷口，类似于海底的温泉，是大自然的奇观。在这里，海水渗入海洋地壳，升温，然后带着营养丰富的溶质上升回海底。值得注意的是，这些喷口拥有繁荣的生态系统，完全没有阳光。在这种独特的环境中，微生物扮演着初级生产者的关键角色，利用化学合成的力量，类似于地球表面的植物利用光合作用将光转化为能量。

　　合作研究努力和新发现

　　北海道大学的研究人员与伍兹霍尔海洋研究所的同事合作，在微生物培养研究的基础上，一直致力于了解东太平洋隆起深海热液环境中的微生物多样性。他们从一个被称为“螃蟹温泉”的温水喷口中分离出一种新的弯曲细菌菌株，并以该地点命名为癌热氢单胞菌。他们的研究结果发表在《国际系统与进化微生物学杂志》上。

　　

　　DSV阿尔文号和母舰R/V亚特兰蒂斯号。图片来源:伍兹霍尔海洋研究所Jennifer Barone

　　“弯曲菌类(又名Epsilonproteobacteria)的化能自养物种被认为是热液喷口生态上重要的细菌群，有助于初级生产，”助理教授Sayaka Mino解释说，他是该论文的第一作者，也是北海道大学渔业科学学院的研究小组负责人。另一方面，这类细菌中的一些成员，如幽门螺杆菌、弓形杆菌和弯曲杆菌，也是众所周知的人类和动物病原体。

　　氢能的独特特性nas cancrithermarum

　　氢单胞菌被称为嗜热(适应高温)属，与弯曲菌类中嗜温和致病属最密切相关。然而，到目前为止，在这个属中只报道了两个被描述的物种。本研究表明，新菌株代表了该属中温(适应中等温度)和硫氧化细菌，扩展了该属的生理和代谢特征。

　　“发现一种中温嗜氢单胞菌是出乎意料的。该菌株可能为我们提供了一个机会来研究它们从嗜热到嗜中，从自养(能够产生有机化合物)到异养(消耗自养物以获得有机化合物)生活方式的进化转变，”米诺说。

　　他们进一步对弯曲菌的基因组进行了全面的比较研究，发现负责磷酸转乙酰酶-醋酸激酶(Pta-AckA)途径的基因在氢单胞菌和随后从氢单胞菌分化出来的中温菌之间倾向于保守，无论其代谢和致病性如何。

　　“据报道，Pta-AkaA途径在一种致病性弯曲杆菌物种中在定殖宿主中发挥重要作用。“虽然我们还不知道它在氢单胞菌属中的具体作用，但基因的获得可能代表了一个关键事件，使它们能够从深海喷口多样化到其他环境，”伍兹霍尔海洋研究所研究小组的负责人斯特凡·西弗特博士说。

　　“如今，微生物多样性的研究在很大程度上依赖于培养独立的宏基因组测序方法，这些方法产生了大量的数据，”Mino总结道，“然而，记住培养的重要性是至关重要的，正如分离出的与氢单胞菌属其他成员明显不同的新菌株所表明的那样。”研究人员将继续努力发现新的可培养物种，从而有助于了解弯曲菌的多样性。

　　这项研究由日本科学促进会、美国国家科学基金会和伍兹霍尔海洋研究所资助。