合成营养型苯甲酸降解菌Syntrophus buswellii DSM 102354T的全基因组测序及其芳香族化合物代谢机制解析

来自美国的研究团队对厌氧消化污泥中分离的严格质子还原菌Syntrophus buswellii DSM 102354T进行全基因组测序，揭示了该菌在缺乏外源电子受体条件下降解苯甲酸等芳香族化合物的独特代谢通路，为理解极端热力学限制环境中的生物质循环提供了重要分子机制。

　　

这项研究揭示了严格厌氧菌Syntrophus buswellii DSM 102354^T（=DSM 2612M^T）的完整基因组特征。该菌株最初从美国伊利诺伊州厄巴纳污水处理厂（坐标40.109 N, 88.204 W）的厌氧消化污泥中分离，通过与氢营养型伙伴如Methanospirillum hungatei JF-1^T的共生关系，能够降解苯甲酸等芳香族化合物。

基因组测序采用PacBio Sequel IIe平台，获得62,884条原始读长，经Canu软件组装后得到3,252,431 bp的环状基因组（GC含量55.23%）。引人注目的是，该菌含有两套苯甲酰辅酶A连接酶（benzoyl-CoA ligase）和还原酶（benzoyl-CoA reductase）的旁系同源基因，暗示其可能降解多种芳香族底物。与典型代谢途径不同，该菌缺失通过乙酰辅酶A产生ATP的pta/ack基因簇，转而依赖AMP形成型乙酰辅酶A合成酶（AMP-forming acetyl-CoA synthetase）获取能量。

测序数据显示：基因组覆盖度35.58×，预测编码2,834个蛋白质基因、48个tRNA和1个16S rRNA（与已知序列X85131相似度达99.62%）。CheckM评估显示基因组完整度达97.1%，N50值为全基因组长度。这些发现为理解极端厌氧环境下微生物如何突破热力学限制实现芳香环活化提供了分子蓝图。

研究获得美国国家科学基金会（NSF 1911781）和能源部（DE-FC02-02ER63421）资助，测序工作由加州大学洛杉矶分校定量与计算生物研究所（QCB）完成。