上海
撰文丨王聰
編輯丨王多魚
排版丨水成文
了解微生物在長(zhǎng)期太空任務(wù)中的特性，對(duì)于保障宇航員健康以及維持航天器功能至關(guān)重要。
近日，中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在中國(guó)空間站天宮空間站首次發(fā)現(xiàn)并鑒定了一個(gè)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(guó)空間站發(fā)現(xiàn)新物種，拓展了我們對(duì)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。
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【1】。
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(duì)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(gè)領(lǐng)域加以應(yīng)用。
這項(xiàng)研究是中國(guó)空間站居留艙微生物監(jiān)測(cè)任務(wù)（CHAMP）的一部份，該微生物樣本采集于 2023 年 5 月，當(dāng)時(shí)神舟十五號(hào)航天員乘組在空間站執(zhí)行任務(wù)，他們?cè)诳臻g站度過了六個(gè)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(duì)這些樣本進(jìn)行了基因組測(cè)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(gè)堿基對(duì)，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 4513 T 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(gè)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，天宮尼爾菌主具有獨(dú)特的水解明膠的能力，這表明它能夠在營(yíng)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(gè)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。
天宮尼爾菌 BshB1 和 SplA 蛋白的突變，可能有助于其適應(yīng)太空環(huán)境
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(guó)空間站的菌株 JL1B1071T 是尼爾菌屬中的一個(gè)新物種，并建議命名為天宮尼爾菌（
Niallia tiangongensis） 新物種。
2025 年 2 月 27 日，加州大學(xué)圣地亞哥分校的RobKnight團(tuán)隊(duì)和PieterDorrestein團(tuán)隊(duì)合作（RodolfoSalido、趙皓琪為共同第一作者），在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊Cell上發(fā)表了題為：The International Space Station has a unique and extreme microbial and chemical environment driven by use patterns 的研究論文【2】。
這項(xiàng)研究顯示，與地球上的人造環(huán)境相比，國(guó)際空間站（International Space Station，ISS）的微生物多樣性要低得多，而且存在的微生物大多是人類攜帶上去的微生物物種。這項(xiàng)研究表明，宇航員在太空旅行中表現(xiàn)出的健康問題可能是由于航天器太過于干凈無菌，因此，來自大自然的更多樣性的微生物的存在或有助于改善空間站的人類健康。
論文鏈接：
1. https://www.microbiologyresearch.org/content/journal/ijsem/10.1099/ijsem.0.006693
2. https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00108-4
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