研究發(fā)現(xiàn)病毒會增強海洋的碳捕獲能力

 

蘇利文是塔拉海洋聯(lián)合會（Tara Oceans Consortium）的病毒研究協(xié)調(diào)人，該聯(lián)合會是一項為期三年的全球性研究，研究氣候變化對世界海洋的影響，并收集了 35000 份含有豐富微生物的水樣。他的實驗室主要研究噬菌體（感染細菌的病毒）及其在工程框架中的放大潛力，以操縱海洋微生物將碳轉(zhuǎn)化為最重的有機物，沉入海底。

 

"海洋會吸收碳，這可以緩沖氣候變化。二氧化碳作為氣體被吸收，并由微生物將其轉(zhuǎn)化為有機碳，"沙利文說。"我們現(xiàn)在看到的是，病毒以這些微生物群落代謝中最重要的反應(yīng)為目標。這意味著我們可以開始研究哪些病毒可以用來將碳轉(zhuǎn)化為我們想要的那種碳。換句話說，我們能否加強這個巨大的海洋緩沖區(qū)，使其成為碳匯，為應(yīng)對氣候變化爭取時間，而不是將碳釋放回大氣層，加速氣候變化？"

 

2016 年，塔拉團隊確定海洋中的碳下沉與病毒的存在有關(guān)。人們認為，當受病毒感染的碳處理細胞聚集成較大的粘性聚合體并掉落到海底時，病毒有助于碳的下沉。研究人員開發(fā)了基于人工智能的分析方法，從數(shù)以千計的病毒中找出少數(shù)"VIP"病毒，在實驗室中進行培養(yǎng)，并將其作為海洋地球工程的模型系統(tǒng)。

 

塔拉海洋聯(lián)合會的達米安-埃維拉德（Damien Eveillard）教授開發(fā)的這種新的群落代謝模型，有助于他們了解這種方法可能會產(chǎn)生哪些意想不到的后果。沙利文的實驗室正在吸取這些海洋方面的經(jīng)驗教訓，并將其應(yīng)用到人類環(huán)境中的病毒微生物組工程中，以幫助脊髓損傷后的康復(fù)、改善感染艾滋病毒的母親所生嬰兒的預(yù)后、對抗燒傷傷口的感染等。

 

海洋以外的應(yīng)用

 

土木、環(huán)境和大地工程學教授沙利文說："我們正在進行的對話是，'這其中有多少是可以轉(zhuǎn)換的？'我們的總體目標是對微生物組進行工程設(shè)計，使其朝著我們認為有用的方向發(fā)展。"

 

他還報告了在一個完全不同的生態(tài)系統(tǒng)中使用噬菌體作為地球工程工具的早期努力：瑞典北部的永久凍土帶，那里的微生物既能改變氣候，又能在凍土融化時對氣候變化做出反應(yīng)。

 

俄亥俄州立大學微生物學副教授弗吉尼亞-里奇（Virginia Rich）是美國國家科學基金會資助的EMERGE生物集成研究所的聯(lián)合主任，該研究所設(shè)在俄亥俄州立大學，負責組織瑞典野外現(xiàn)場的微生物組科學研究。里奇還共同領(lǐng)導(dǎo)了之前的研究，該研究發(fā)現(xiàn)解凍的永久凍土層土壤中的單細胞生物是甲烷（一種強效溫室氣體）的重要生產(chǎn)者。

 

里奇與新罕布什爾大學的露絲-瓦爾納（Ruth Varner）共同組織了美國科學院會議，后者是EMERGE研究所的共同負責人，該研究所的工作重點是更好地了解微生物群如何應(yīng)對永久凍土融化以及由此產(chǎn)生的氣候相互作用。

 

沙利文的演講題目是"從生態(tài)系統(tǒng)生物學到用病毒管理微生物組"，是在題為"以微生物組為目標的生態(tài)系統(tǒng)管理"的會議上發(fā)表的：小角色，大作用"的會議上發(fā)表的。

 

海洋方面的工作得到了美國國家科學基金會、戈登和貝蒂-摩爾基金會以及塔拉海洋公司的支持，除美國國家科學基金會外，土壤方面的工作也得到了能源部和格蘭瑟姆基金會的資助。

 

編譯來源：ScitechDaily