西藏動物糞便中的微生物或能驅動基因編輯突破，抑制甲烷排放

動物糞便中新發現的微生物顯示出分解纖維素和減少甲烷的巨大潛力。

中國研究人員近日對生活在青藏高原的動物體內隱藏的大量未知微生物進行了基因測序，揭示了其具有推動下一代生物技術發展的生物學功能。該研究發現凸顯了極端環境如何能產生具有獨特工程價值的微生物。

極端地形中的微生物顯示出巨大的工業潛力。據報道，研究小組發現牦牛、藏羊、羚羊、牛、馬和藏野驢等動物的糞便中含有數千種從未被記錄的微生物。其中許多微生物似乎能產生可以分解纖維素的酶，纖維素是紙張、紙板和紡織品的原料。研究人員透露，這些酶可以加強依賴更快、更清潔的纖維素降解的工業過程。這些微生物還可能幫助確定限制牲畜甲烷排放的生物學途徑。科學家們在論文中寫道："我們的結果表明，生活在惡劣環境中的動物是發現腸道微生物新型生物學功能的重要來源。"基因組數據還可能幫助尋找新的基因編輯工具、抗菌肽和依賴穩定高精度酶的生物技術產品。

歷時五年的任務發現大量新物種。據稱，這項工作是第二次青藏高原綜合科學考察研究的一部分。來自云南大學和華大研究院的科學家們花了五年時間，從當地食草動物身上采集了5000多份新鮮糞便樣本。

在第一階段，他們對1412個樣本進行了處理，發現其中88%的微生物物種是科學界未知的。研究小組指出："我們的研究首次展示了青藏高原（有'第三極'之稱）本土哺乳動物腸道菌群的圖譜。"他們寫道，這些發現證實了隱藏在世界最惡劣生態系統中的微生物多樣性程度，并強調了在全球范圍內研究微生物特征、了解其作用的必要性。論文第一作者張志剛表示，這些發現具有重要的戰略意義，因為新的功能元素可能會獲得專利保護。他說："率先發現這些資源的國家將獲得控制權，特別是對任何可獲得專利的功能元素。"

新酶可能成為未來的基因編輯工具。張志剛表示，研究小組計劃研究新發現的微生物是否含有能增強基因編輯平臺的新型酶。他說："酶的穩定性、生物活性和靶向特異性是非常重要的。我們可以查看我們的數據庫，看看是否有任何可用于基因編輯的全新酶。"研究人員還希望利用該數據庫篩選小分子候選藥物。這些小分子化合物很容易進入細胞并影響特定的生物學途徑，使其在治療發展中具有重要價值。

來自華大研究院的合著者李小平表示，研究小組采用了通常用于研究人類腸道微生物的方法。她說："青藏高原上的大型食草動物吃很多植物。它們的腸道里有很多能夠降解纖維素的酶。"她補充道："我們正在進行實驗，以驗證它們降解纖維素的能力，并確定哪些酶是主要驅動因素。"

早期試驗顯示降低甲烷排放的巨大潛力。先前的研究表明，牦牛自然排放的甲烷比牛少，因為它們的腸道微生物使用不同的代謝途徑。研究小組現在已經確定了可能影響這種效果的細菌。李小平說："我們發現了兩種以前未被描述過的細菌，并用牛的瘤胃液進行了體外發酵實驗。我們添加了這些菌株以觀察總體氣體和甲烷排放情況。""我們的實驗初步結果表明，與對照組相比，添加這兩種菌株后甲烷排放量有所減少。"研究人員目前正計劃在動物身上進行體內測試。她補充說："我們希望獲得積極的結果，因為這些細菌有可能幫助減少溫室氣體排放。"

這項研究發表在《微生物組》期刊上。

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