近日,,科研人員首次公布在我國空間站發(fā)現(xiàn)的一個微生物新物種,,并將其命名為“天宮尼爾菌(Niallia tiangongensis)”,,相關(guān)科研成果在線發(fā)表于國際權(quán)威期刊《International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology》上,。
什么是微生物新物種,?
微生物是地球上最古老,、最多樣化的生命形式之一,,體型微小卻分布廣泛,。從空氣懸浮顆粒到土壤深處,從深海高壓環(huán)境到人體共生菌群,,微生物構(gòu)成了地球上龐大的“隱形”群落,。微生物的世界就像一個神秘的寶藏,每發(fā)現(xiàn)一個微生物新物種,,就像打開了一扇通往未知世界的大門,。
什么是微生物新物種呢?簡單來說,,就是那些以前從未被人類發(fā)現(xiàn),、研究和命名的微生物??臻g站內(nèi)微重力,、輻射、密閉,、寡營養(yǎng)等復(fù)雜條件相互交織,,其中蘊藏著多少未知的微生物新物種呢?科學(xué)家們對這些充滿了好奇和想象,。
天宮尼爾菌是如何被發(fā)現(xiàn)的,?
此次微生物新物種發(fā)現(xiàn)是在空間站工程航天技術(shù)試驗項目支持下實現(xiàn)的。研究團隊聚焦于我國空間站長期運營過程中環(huán)境微生物的動態(tài)變化和安全控制,,設(shè)計了多批次,、全艙段、全景式的居留艙微生物監(jiān)測任務(wù)CHAMP(China Space Station Habitation Area Microbiome Program),。
2023年5月,,神舟十五號航天員乘組利用無菌采樣擦巾對空間站艙內(nèi)表面微生物進行在軌采集和低溫儲存。下行后,,經(jīng)過地面實驗分析,,科研人員發(fā)現(xiàn)了一種全新的微生物物種——天宮尼爾菌。該研究綜合運用了形態(tài)觀察,、基因組測序,、系統(tǒng)發(fā)育分析和代謝分析等多學(xué)科手段,最終確認(rèn)了這一獨特物種,。
△航天員在軌進行微生物采樣
天宮尼爾菌有哪些獨特性,?
微生物憑借獨特的生物學(xué)機制巧妙地適應(yīng)著空間環(huán)境的壓力,而空間環(huán)境也通過選擇壓力反過來塑造微生物的代謝和生理特征,。此次發(fā)現(xiàn)的天宮尼爾菌是一類革蘭氏陽性的產(chǎn)芽孢細(xì)菌,,隸屬于細(xì)胞桿菌科(Cytobacillaceae)尼爾屬(Niallia),與近緣物種相比,,天宮尼爾菌在適應(yīng)空間環(huán)境方面表現(xiàn)出色:
第一,,天宮尼爾菌具備卓越的“抗壓”能力,通過調(diào)控桿菌硫醇(BSH)的生物合成,,精準(zhǔn)應(yīng)對空間環(huán)境中的氧化應(yīng)激,。這種機制維持了細(xì)胞內(nèi)的氧化還原平衡,保障其在極端條件下也能穩(wěn)健生長,。
第二,,天宮尼爾菌在生物被膜形成、輻射損傷修復(fù)等方面表現(xiàn)出獨特特征,,這些能力集于一身,,幫助其成為能夠適應(yīng)空間環(huán)境的“六邊形戰(zhàn)士”。
發(fā)現(xiàn)天宮尼爾菌帶來哪些啟示,?
天宮尼爾菌在空間站環(huán)境中展現(xiàn)出獨特的生存與適應(yīng)能力,這一發(fā)現(xiàn)為科研人員帶來了全新的啟示:其空間環(huán)境適應(yīng)機制不僅能助力定向的微生物控制策略設(shè)計,,為航天,、農(nóng)業(yè)、工業(yè)和醫(yī)療等領(lǐng)域提供精準(zhǔn)的干預(yù)思路,;在空間微生物資源利用方面也存在驚喜——其對一些有機物的利用能力,,為這些物質(zhì)的可持續(xù)利用開辟了全新路徑。
空間站平臺為微生物新物種的發(fā)現(xiàn)和研究提供了獨一無二的條件,。隨著空間站的長期運營,,圍繞微生物的活性物質(zhì)、基因資源和代謝功能的研究有望迎來一次“大豐收”,,這也將為地球上的科學(xué)研究和應(yīng)用帶來了新的發(fā)展機遇,。