从卡特加特甲烷喷泉分离出的一株新菌株属于拟球形门物种 Novipirellula methanifontis sp. nov.

在翻滚的海底泉眼中的隐秘世界

在丹麦与瑞典之间的卡特加特海峡深处，甲烷气体穿过岩石形成的“冒泡礁”上升，为一个繁忙但看不见的微生物群落提供能量。本研究讲述了其中一种微生物的故事——一种基因组庞大、偏好复杂糖类并具有奇特分裂方式的非同寻常细菌，最终被确认为全新的物种。了解像它这样的生物有助于科学家拼凑海底生态系统如何循环碳的全貌，并可能指向未来的生物技术工具，从新酶到潜在抗生素。

生存在甲烷泉的边缘

这株新描述的细菌最初在数十年前从卡特加特的甲烷喷泉中采集，气泡不断从海底被碳酸盐胶结的礁体中涌出。这些浅水喷泉的沉积物含氧且甲烷被迅速氧化，产生陡峭的化学梯度和多种生态位。该菌株长期保存在微生物学家 Heinz Schlesner 的收藏中，最近被复苏并在实验室命名为 SH528^T。尽管来自富含甲烷的栖息地，研究团队显示这种细菌并不真正“吃”甲烷。相反，它依赖氧气呼吸并以有机物为食，融入围绕甲烷驱动热点的更广泛群落之中。

一种以出芽繁殖的古怪细菌

在显微镜下，SH528^T 的形态与行为与教科书上的细菌大相径庭。它属于拟球菌门（Planctomycetota），该门以异常的细胞生物学著称。细胞呈鲑红色，形状从椭球到近圆形不等，在液体培养中形成小而无定形的团块。它们不是沿中线二分裂，而是通过“极端出芽”繁殖：小圆形的子细胞从较大母细胞的一端长出、伸长并随后脱落。该菌在约24 °C 的温和温度和近中性至微碱性的 pH 条件下生长良好，与其沿海栖息地的温和环境相匹配。

装满解糖工具的大基因组

当研究者对该细菌的 DNA 进行测序时，发现其单一环状染色体约有 1050 万碱基对——即便在其本已基因丰富的近亲中也算庞大。基因组包含超过 7,000 个蛋白质编码基因，其中近 300 个基因编码所谓的碳水化合物活性酶（CAZymes）。这些酶专门用于降解和修饰复杂多糖——形成藻类细胞壁等结构的耐降解糖类分子。这样的工具组暗示 SH528^T 在简单糖类稀缺的环境中也能维持生存，通过消化更难降解的有机物并助力海洋沉积物中的碳循环。

将新成员安置于细菌系谱中

要将 SH528^T 放入生命树，需要多重遗传证据。研究团队比较了关键分子标记——例如 16S 核糖体 RNA 基因、整体平均核苷酸同一性（ANI）以及共享蛋白的百分比——与已知近亲进行对比。所有分析一致将该菌株归入 Pirellulaceae 科和 Novipirellula 属，但相似性数值稳步低于公认的物种水平阈值。泛基因组分析（比较相关菌株的全部基因库）显示 SH528^T 拥有超过 1,700 个独有基因簇，强调其独特的遗传特征并暗示专门的生态适应性，包括丰富的酶类组合和合成多种次级代谢产物的能力。

新名称及其意义

综合考虑——其来自甲烷喷泉的来源、独特的细胞形态与出芽分裂方式、异常庞大且多样的基因组，以及与近亲明确的遗传分离——这些发现支持将 SH528^T 认定为一新物种。作者建议命名为 Novipirellula methanifontis，意为“来自甲烷泉”。对非专业读者而言，关键信息是：即便在研究较多的沿海海域，仍隐藏着未知的微生物参与者，它们默默驱动着元素循环。通过编目并表征此类细菌，科学家加深了对海洋生态系统的理解，并发现可能在生物技术、医学或环境应用中得以利用的新酶和生物活性化合物。

引用: Staack, M., Haufschild, T., Hammer, J. et al. A novel strain isolated from methane seeps in the Kattegat belongs to the planctomycetal species Novipirellula methanifontis sp. nov.. Sci Rep 16, 6537 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-33410-y

关键词: 海洋细菌, 甲烷喷气口, 拟球菌门, 微生物多样性, 碳循环