“奋斗者”号在10047米海沟原位固定RNA，重建1369个微生物基因组

学术圈重大事件 · 发布 2026-08-25T07:36:00+08:00 · 更新 2026-08-25T07:40:41+08:00

核心结论

Nature Communications 研究克马德克海沟10047米深沉积物，借助“奋斗者”号载人潜水器在原位固定RNA，并重建1369个宏基因组组装基因组。优势异养类群携带分解肽聚糖和β-1,4-甘露聚糖等复杂大分子的酶，同时按氧、硝酸盐和亚硝酸盐供应切换呼吸；斜坡群落偏向氧化途径，沟底富集反硝化与N₂O还原。结果为深渊微生物如何在高压、贫营养和低氧下维持代谢提供现场证据。

Nature Communications 8 月 25 日发表克马德克海沟沉积物微生物研究。该南太平洋深渊最深研究点达 10047 米，表层沉积物承受极高压力、营养贫乏且氧浓度低，却仍有数量可观、代谢活跃的微生物群落。深海样品升到海面后，压力、温度和氧暴露会迅速改变RNA表达；团队因此借助“奋斗者”号载人潜水器在海底原位固定RNA，尽量保留当时的代谢状态。论文全文见 Nature Communications。

研究结合宏基因组和转录组，重建 1369 个宏基因组组装基因组。优势异养类群编码多种碳水化合物活性酶，可处理肽聚糖和 β-1,4-甘露聚糖等复杂大分子。对缺少新鲜有机物输入的深渊沉积物而言，回收细胞壁、颗粒有机质和难降解聚合物，相当于把稀缺资源反复利用。

这些降解基因的转录与灵活呼吸途径耦合：微生物可按环境使用氧、硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体。共表达和群落共现网络显示，氧化还原分层推动生态位分工；斜坡群落更偏好氧化型途径，沟底群落则富集还原代谢，包括反硝化和一氧化二氮还原。尽管物种组成不同，两种生境都保留“回收大分子—切换电子受体”的共同功能策略。

这套机制说明，深渊生命不一定依赖单一高效能量源，而是通过资源再矿化和呼吸可塑性应对长期贫营养。它也影响海沟中的碳、氮循环理解，尤其是N₂O还原可能连接深海微生物与温室气体收支。

原位RNA固定减少了取样扰动，但研究仍是特定地点和时间的分子快照；组装基因组不等于培养分离物，转录活跃也不直接给出实际代谢通量。网络共现和共表达支持生态联系，却不能单独证明物种间互作。后续需要原位速率测定、跨季节采样和不同海沟比较。

为什么重要： 工作把万米海沟的原位转录状态、基因组潜力与氧化还原微环境连接起来，提供了深渊微生物如何用代谢分工维持生态系统的高分辨率证据。

信息来源

• Nature Communications｜论文全文与官方摘要
• DOI｜论文永久链接

可信度说明

来源为 Nature Communications 同行评议开放获取论文；深度、原位RNA固定、1369个组装基因组、主要降解底物与呼吸途径均可由官方摘要核验。宏基因组和转录组反映潜力与表达，不等同于原位通量或因果互作；结论仍需其他海沟和长期采样复现。

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