古菌是生命的第三种形式，它们在元素生物地球化学循环中扮演者重要角色。硫古菌（Theionarchaea）是新确立的古菌新纲，隶属于广古菌门（Euryarchaeota）。 前期基因组分析预测显示，硫古菌基因组中含有硫还原酶和有机碳代谢途径，使它们能够使用单质硫或多硫化物作为电子受体，并利用碎屑蛋白质、氨基酸和丙酮酸作为碳源和能源。然而，由于目前只有两个已报道的基因组草图且基因完整度小于83%，人们对硫古菌的代谢能力及其生态功能认知有限。

近日，深圳大学李猛团队在Science China Life Sciences发表了题为 Genomic and transcriptomic dissection of Theionarchaea in marine ecosystem的研究论文，扩展了目前对硫古菌代谢潜力的认知，同时揭示了硫古菌在海洋生态系统中的代谢策略与生态功能。深圳大学高等研究院蔡铭伟和段昌海为该文章的共同第一作者，李猛教授为唯一通讯作者。

李猛团队在之前的研究中通过利用宏基因组测序的方法在海洋环境中发现了许多古菌新类群，如新型产甲烷菌，深古菌和阿斯加德古菌。本研究中，利用高通量测序手段，该团队在中国近岸红树林以及雅浦海沟样品中获得了12个高质量的硫古菌基因组并将其分为两个亚类，极大拓展了硫古菌基因组的多样性。比较基因组分析显示，除之前报道的硫还原酶，硫古菌还含有编码视紫红质，4型镍铁氢酶和鞭毛蛋白的基因，同时前二者在红树林沉积物中均有转录表达；研究还发现硫古菌能够利用更多样化的底物，如蛋白碎屑，半纤维素，乙醇和CO2等作为碳源和能源。除此之外，共线性分析还表明硫古菌与环境中产甲烷菌以及厌氧发酵菌共生，潜在的共同参与有机碳代谢（图1）。研究结果扩展了目前对硫古菌代谢潜能的了解，系统地揭示了这类古菌在海洋生态系统中的代谢策略和生态功能。

研究得到国家自然科学基金委、广东省教育厅和深圳市科创委等项目支持。论文链接：https://doi.org/10.1007/s11427-021-1996-x 。

图1. 硫古菌在海洋生态系统中的潜在功能。