氧化还原传导介导厌氧甲烷氧化菌群(ANME/SRB)种间电子直接传递的分子机制

针对海洋沉积物中厌氧甲烷氧化菌(ANME)与硫酸盐还原菌(SRB)共生机制不明的科学问题，研究者通过无沉积物富集培养体系，首次测得ANME/SRB菌群具有接近电活性生物膜的干电导率(10?5 S级)，并发现其依赖28-94 mV氧化还原电位的多血红素细胞色素c介导微米级电子传递。该成果发表于《Science Advances》，为理解全球甲烷循环的微生物电化学机制提供直接证据。

　　

在海洋沉积物的黑暗世界里，微生物通过精妙的合作完成着地球化学循环的关键步骤。其中，厌氧甲烷氧化菌(Anaerobic Methanotrophic Archaea, ANME)与硫酸盐还原菌(Sulfate-Reducing Bacteria, SRB)形成的共生体，每年可消耗约3亿吨温室气体甲烷，相当于全球甲烷排放量的80%。然而，这两种微生物如何跨越物种界限传递电子，一直是困扰科学界的谜题。传统理论认为它们通过交换氢或甲酸等可溶性分子沟通，但越来越多的证据指向更直接的"无线"电子传递——就像微生物界的蓝牙技术。

为破解这一机制，来自国际联合团队的研究人员在《Science Advances》发表突破性成果。他们选取三种典型ANME/SRB共生体（包括高温型的ANME-1/Desulfofervidus和中温型的ANME-2a/Seep-SRB1等），创新性地采用无沉积物富集培养技术获得高纯度菌群。通过微电极阵列(IDA)和循环伏安法等电化学手段，首次在生理条件下捕捉到微生物"纳米电线"的导电特性。

关键技术包括：1) 长期富集培养获得无沉积物ANME/SRB菌群（源自瓜伊马斯盆地、圣莫尼卡海盆等地）；2) 干态导电性测量采用5 μm间隙的叉指微电极；3) 活体氧化还原分析通过凝胶塞压片法保持厌氧条件；4) 发生器-收集器实验验证微米级电子跳跃。

电导率揭示蛋白依赖性传导

测量显示ANME/SRB菌群干电导率达10^?5 S，接近电活性