从牛粪厌氧生物反应器分离的两株细菌模式菌株基因组草图解析：Ruminiclostridium sufflavum DSM 19573T与Anaerosphaera aminiphila DSM 21120T的代谢潜能与生物技术价值

来自美国能源部联合基因组研究所的研究人员针对厌氧消化系统中微生物群落功能不明的问题，对两株分离自日本北海道牛粪处理生物反应器的模式菌株——纤维素降解菌Ruminiclostridium sufflavum DSM 19573T(4.4 Mb/3,773基因)和氨基酸发酵菌Anaerosphaera aminiphila DSM 21120T(2.0 Mb/1,962基因)进行全基因组测序。研究揭示了2-羟基戊二酸途径(2-hydroxyglutarate pathway)关键酶基因簇，为优化生物沼气生产提供了重要分子靶点。

　　

在牛粪变废为宝的魔法工厂——甲烷生成生物反应器中，藏着两位微生物界的"超级工人"：会跳踢踏舞的杆状菌Ruminiclostridium sufflavum DSM 19573^T和圆滚滚的球菌Anaerosphaera aminiphila DSM 21120^T。前者浑身长满鞭毛(peritrichous flagella)，擅长分解植物细胞壁的顽固分子纤维素(cellulose)和木聚糖(xylan)，每天能生产248倍自身重量的基因组蓝图；后者则是氨基酸料理大师，专攻谷氨酸(glutamate)发酵，基因组测序覆盖率高达467倍。

科学家们用"分子剪刀"Covaris超声仪将DNA剪成300bp碎片，像拼乐高一样使用Velvet和Allpaths-LG软件组装出完整基因组。惊喜发现：球菌工人的基因组里藏着一套完整的"谷氨酸变身术"操作手册——2-羟基戊二酸代谢通路(2-hydroxyglutarate pathway)的七个酶基因整齐排列，包括能把谷氨酸变成丁酸(butyrate)的魔法师团队：谷氨酸脱氢酶(glutamate dehydrogenase)、2-氧代戊二酸还原酶(2-oxoglutarate reductase)，还有能表演"分子脱水术"的2-羟基戊二酰辅酶A脱水酶(2-hydroxyglutaryl-CoA dehydratase)。

而杆状菌工人则携带22把不同型号的"纤维素剪刀"(糖苷水解酶GH5/8/9/44/48)和3把"木聚糖剃刀"(GH10/11)。这些发现就像找到了生物沼气工厂的"员工培训手册"，未来可以通过调控这些基因让微生物们更高效地把农业废弃物变成清洁能源。值得一提的是，两位工人的基因组"身份证"已存入NCBI数据库(GCF_003208175.1和GCA_900129925.1)，等待更多科学家来解锁它们的秘密技能。