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近日，中國科研團(tuán)隊(duì)在中國空間站天宮空間站首次發(fā)現(xiàn)并鑒定了一個微生物新物種，將其命名為“天宮尼爾菌”（Niallia tiangongensis），這是首次在中國空間站發(fā)現(xiàn)新物種，拓展了我們對太空環(huán)境微生物多樣性的認(rèn)知邊界，該菌株擁有適應(yīng)極端太空環(huán)境的巧妙機(jī)制，這一發(fā)現(xiàn)可能具有許多實(shí)際意義。

值得一提的是，該研究用上了我國自主研發(fā)的“生命解碼器”華大智造(688114)的DNBSEQ-T7測序平臺。研究團(tuán)隊(duì)使用華大智造DNBSEQ-T7測序儀等對空間站艙內(nèi)表面微生物的基因密碼進(jìn)行逐個破譯，并通過形態(tài)觀察、系統(tǒng)發(fā)育分析、代謝分析等多學(xué)科手段，發(fā)現(xiàn)了一種革蘭氏陽性、好氧、產(chǎn)芽孢、桿狀菌株JL1B1071T。最終，研究團(tuán)隊(duì)確認(rèn)了這個從未被記載的新物種。

華大智造DNBSEQ-T7測序儀被業(yè)界譽(yù)為“超級生命計(jì)算機(jī)”，支持PE100和PE150測序讀長，支持1至4張載片靈活上機(jī)、獨(dú)立運(yùn)行，最快可在24小時內(nèi)生成至少7Tb的數(shù)據(jù)，單張載片有效reads數(shù)提升到了5800M。它超強(qiáng)的日生產(chǎn)能力使其廣泛適用于全基因組測序、全外顯子組測序、多組學(xué)、醫(yī)學(xué)科研、農(nóng)業(yè)基因組學(xué)、復(fù)雜微生物群落宏基因組學(xué)等領(lǐng)域。

從航天員的精準(zhǔn)采樣，到華大智造測序儀的精準(zhǔn)解碼，再到科研團(tuán)隊(duì)的精準(zhǔn)分析，每一個環(huán)節(jié)都閃耀著中國智慧。這是一個了不起的發(fā)現(xiàn)，它不僅是我國在太空探索領(lǐng)域的又一突破，更意味著人類對生命奧秘的認(rèn)知往前邁了一大步。

這項(xiàng)研究以：Niallia tiangongensis sp. nov., isolated from the China Space Station為題，發(fā)表在了International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology期刊上。

研究團(tuán)隊(duì)表示，天宮尼爾菌具有更強(qiáng)的抗氧化應(yīng)激的能力，并且能夠逆轉(zhuǎn)輻射造成的損傷。破譯其在太空環(huán)境中的生存機(jī)制，有助于為微生物設(shè)計(jì)精準(zhǔn)且有針對性的控制策略，有望在包括太空技術(shù)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)在內(nèi)的多個領(lǐng)域加以應(yīng)用。

這項(xiàng)研究是中國空間站居留艙微生物監(jiān)測任務(wù)（CHAMP）的一部分，該微生物樣本采集于2023年5月，當(dāng)時神舟十五號航天員乘組在空間站執(zhí)行任務(wù)，他們在空間站度過了六個月，在此期間，他們使用無菌濕巾從空間站各艙段表面采集微生物樣本，然后將這些濕巾冷凍起來帶回地球。研究團(tuán)隊(duì)對這些樣本進(jìn)行了基因組測序和代謝分析，從中發(fā)現(xiàn)了一種革蘭氏陽性、好氧、產(chǎn)芽孢、桿狀菌株JL1B1071T。

該菌株屬于細(xì)胞桿菌科的尼爾屬，其基因組大小為5166230個堿基對，G+C含量為35.6 mol%。與其在地球上親緣關(guān)系最近的環(huán)狀尼爾菌（Niallia circulans）ATCC 4513T 菌株相比，其在基因組結(jié)構(gòu)、特征蛋白表達(dá)和代謝途徑上存在顯著差異，基因組分析顯示，兩者的基因組相似度僅為83.3%，遠(yuǎn)低于物種界定標(biāo)準(zhǔn)（95%），因此，研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，它是一個全新物種，并將其命名為“天宮尼爾菌”（Niallia tiangongensis）。

天宮尼爾菌主要的細(xì)胞脂肪酸為反式異戊酸C15:0和異戊酸C15:0。主要的醌類物質(zhì)為甲萘醌-7（MK-7）。值得注意的是，天宮尼爾菌具有獨(dú)特的水解明膠的能力，這表明它能夠在營養(yǎng)有限的環(huán)境中利用明膠作為底物。

基因組分析還顯示，天宮尼爾菌在GAF結(jié)構(gòu)域含蛋白和DNA連接酶D蛋白中存在兩個關(guān)鍵的保守特征的插入/缺失（indel）突變，這些特征序列是尼爾菌屬的特有標(biāo)志性序列。

此外，研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，天宮尼爾菌的BshB1和SplA蛋白發(fā)生顯著突變，導(dǎo)致其在結(jié)構(gòu)和功能上存在差異，這些差異可能增強(qiáng)生物膜的形成、氧化應(yīng)激反應(yīng)以及輻射損傷修復(fù)能力，從而有助于其在太空環(huán)境中的生存。

總的來說，該研究基于表型、生理生化特征以及基因組注釋，表明發(fā)現(xiàn)于中國空間站的菌株JL1B1071T是尼爾菌屬中的一個新物種，并建議命名為天宮尼爾菌（Niallia tiangongensis）新物種。