产甲烷古菌的环境适应机制及其生态重要性

讲座简介：

甲烷是第二温室气体又是可再生能源。甲烷古菌是唯一产生大量甲烷的生物，严格厌氧，只利用一碳和二碳化合物产甲烷。传统的甲烷产生途径主要有3条：H₂还原CO₂、乙酸裂解及甲基产甲烷，之后又发现甲氧基芳香化合物及长链烷烃产甲烷途径。我们最近证明甲烷马赛球菌与细菌协同将二甲基砷脱甲基的产甲烷，并且通过该途径减缓水稻的直穗病。发现电子驱动甲基、包括二甲基砷的产甲烷途径，而且该途径可能在环境中广泛存在。

若尔盖低温湿地是青藏高原甲烷排放中心，我们发现甲醇产甲烷是低温活跃的甲烷排放途径，并分离到耐冷的产甲烷古菌。分子生物学研究证明mRNA加工是甲醇产甲烷途径低温下活跃、及核糖体mRNA高效翻译的分子调控机制，同时修正了原核生物mRNA不加工的传统认知；发现了首个古菌冷休克蛋白TRAM通过RNA伴侣功能协助古菌耐低温；发现首个古菌全局转录终止因子- aCPSF1及其古菌使用真核生物类似的、但简单的转录终止机制；发现甲烷古菌通过操纵子内部转录终止的调控机制，调控蛋白复合体如RNA聚合酶亚基的非化学计量比表达。上述发现说明尽管甲烷古菌的代谢方式简单，但具有适应环境的灵活调控机制。因此我们构建了甲烷古菌的CRISPR基因编辑系统和基因元件库，为古菌合成生物学研究和应用奠定基础。

主讲人简介：

东秀珠，博士，中国科学院微生物研究所研究员，博士生导师。

1982年1月毕业于北京农业大学（现中国农业大学）微生物专业，1984年在中国科学院微生物所获硕士学位；1985年至1989年9月在微生物所从事细菌分类的研究；1989年9月至1994年12月在荷兰Wageningen大学微生物系获得博士学位；1995年至1996年8月在美国阿拉巴马大学（伯明翰）作博士后研究；1996年9月至今在中国科学院微生物所从事厌氧细菌和古菌生理学及环境适应机制研究。

2000年获得国家杰出青年基金，2004年入选中国科学院“百人计划”。2011-2018年任中国科学院微生物所副所长；2008-2017年任微生物资源前期开发国家重点实验室主任；2011-2021年任中国微生物学会秘书长；2011-2017任国际微生物保藏联盟（WFCC）第十三届执委，，目前任ICSP Subcommittee on the Taxonomy of Methanogenic Archaea委员、《微生物学报》和《微生物学通报》副主编、ISME J、Frontiers: terrestrial microbiology和Biology编委。2004年作为首席科学家承担国家973项目“极端微生物功能利用的基础研究”，承担国家自然科学基金委重大研究计划、重点基金及数项面上基金项目、科技部基础工作专项项目、重点研究计划课题等。长期从事厌氧古菌和细菌的生理学与环境适应机制研究。