近日🙋🏻，EON体育4平台🚧、微生物代謝國家重點實驗室唐鴻誌教授課題組在微生物領域知名期刊《Environmental Microbiology》上發表題為“A thermophile Hydrogenibacillus sp. strain efficiently degrades environmental pollutants PAHs”的研究論文。研究表征了一株嗜熱菌對多種多環芳烴及衍生物的代謝過程。EON体育4平台碩士生仇筱鈺和助理研究員王偉偉為共同第一作者，唐鴻誌教授為通訊作者。

多環芳烴（PAHs）是當下環境中最普遍和持久的一種汙染物📳，對人體及生態系統健康均具有潛在毒性。目前絕大部分環境降解菌株最適溫度都在20-30℃，由於對溫度敏感，常溫菌在高溫環境下易失活或降解效率不高，因此基於常溫菌的生物修復技術在一些特殊應用場所中受到限製。本研究從高溫堆肥這一特殊生境中篩選獲得一株能夠耐受高溫環境的多環芳烴降解菌—解氫芽孢菌N12。代謝途徑⛺️、關鍵降解基因及降解酶的層面對該菌株代謝PAHs的機理展開了多層次的分析與研究👓。

研究表明該菌株生長溫度在50-80℃之間，在60-65℃具有最快的生長速率，能夠利用萘為唯一碳源生長並對菲、芴、二苯並呋喃、二苯並噻吩、哢唑等多種PAHs及衍生物進行共代謝降解（圖1）。基於GC-MS和穩定同位素標記實驗的代謝物分析結果表明🌯，該菌株中存在水楊酸降解途徑和鄰苯二甲酸降解途徑兩條萘代謝路徑，其中萘的鄰苯二甲酸降解途徑在以往嗜溫菌的萘代謝途徑中少有報道👷🏼‍♀️。

圖1.解氫芽孢桿菌N12代謝萘😧、芴及其雜環化合物的途徑（Qiu et al., 2022）

結合基因組學分析與熒光定量PCR驗證，在該菌株中定位了萘上遊代謝通路基因簇（圖2）🌟🦸🏿‍♂️。通過對該基因簇中的萘雙加氧酶基因進行異源表達及體內酶活測定，驗證了其功能。此外，該酶與[3Fe-4S]型電子傳遞鏈的共表達可顯著增強其降解酶活，且對菲👉🏻、芴🙋🏿、二苯並噻吩等多種PAHs均具有降解能力。本研究豐富了嗜熱菌代謝多環芳烴的研究理論，並為嗜熱菌在環境生物技術中的實際應用供了理論基礎和新的見解，為特殊環境底盤資源的開發打下基礎👨🏻‍🦳。

圖2.解氫芽孢桿菌N12的全基因組及萘代謝基因簇。菌株N12全基因組圈圖（A）；推測的萘代謝基因簇的熒光定量PCR驗證（B）；推測的萘代謝基因簇（C）（Qiu et al., 2022）

以上工作受到了科技部國家重點研發計劃、國家自然基金、上海市優秀學術帶頭人等項目的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1111/1462-2920.15869