近日，科研人員首次公布在我國空間站發現的一個微生物新物種，并將其命名為“天宮尼爾菌（Niallia tiangongensis）”，相關科研成果在線發表于國際權威期刊《International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology》上。

Chinese scientists have reported the discovery of a previously unknown strain inside the Tiangong space station, marking the first time a novel species has been reported from China's orbital habitat. The strain, officially named Niallia tiangongensis, was described in a peer-reviewed paper published in the

International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology

什么是微生物新物種?

微生物是地球上最古老、最多樣化的生命形式之一，體型微小卻分布廣泛。從空氣懸浮顆粒到土壤深處，從深海高壓環境到人體共生菌群，微生物構成了地球上龐大的“隱形”群落。微生物的世界就像一個神秘的寶藏，每發現一個微生物新物種，就像打開了一扇通往未知世界的大門。

什么是微生物新物種呢？簡單來說，就是那些以前從未被人類發現、研究和命名的微生物。空間站內微重力、輻射、密閉、寡營養等復雜條件相互交織，其中蘊藏著多少未知的微生物新物種呢？科學家們對這些充滿了好奇和想象。

天宮尼爾菌是如何被發現的？

此次微生物新物種發現是在空間站工程航天技術試驗項目支持下實現的。研究團隊聚焦于我國空間站長期運營過程中環境微生物的動態變化和安全控制，設計了多批次、全艙段、全景式的居留艙微生物監測任務CHAMP（China Space Station Habitation Area Microbiome Program）。

2023年5月，神舟十五號航天員乘組利用無菌采樣擦巾對空間站艙內表面微生物進行在軌采集和低溫儲存。下行后，經過地面實驗分析，科研人員發現了一種全新的微生物物種——天宮尼爾菌。該研究綜合運用了形態觀察、基因組測序、系統發育分析和代謝分析等多學科手段，最終確認了這一獨特物種。

The work forms part of CHAMP, an ongoing, full-cabin monitoring effort that tracks microbial dynamics during long-term station operations. In May 2023, the Shenzhou-15 crew collected surface swabs across multiple modules, freezing the samples in-orbit before returning them to Earth for genomic and metabolic analysis.

航天員在軌進行微生物采樣

天宮尼爾菌有哪些獨特性？

微生物憑借獨特的生物學機制巧妙地適應著空間環境的壓力，而空間環境也通過選擇壓力反過來塑造微生物的代謝和生理特征。此次發現的天宮尼爾菌是一類革蘭氏陽性的產芽孢細菌，隸屬于細胞桿菌科（Cytobacillaceae）尼爾屬（Niallia），與近緣物種相比，天宮尼爾菌在適應空間環境方面表現出色：

Researchers used high-resolution imaging, whole-genome sequencing, and phylogenetic comparative approaches to confirm that the strain belongs to the genus Niallia within the family Cytobacillaceae but is genetically distinct from its closest terrestrial relatives.

第一，天宮尼爾菌具備卓越的“抗壓”能力，通過調控桿菌硫醇（BSH）的生物合成，精準應對空間環境中的氧化應激。這種機制維持了細胞內的氧化還原平衡，保障其在極端條件下也能穩健生長。

第二，天宮尼爾菌在生物被膜形成、輻射損傷修復等方面表現出獨特特征，這些能力集于一身，幫助其成為能夠適應空間環境的“六邊形戰士”。

天宮尼爾菌與近緣物種之間蛋白質結構差異

（A）BshB1蛋白；（B）SplA蛋白

發現天宮尼爾菌帶來哪些啟示？

天宮尼爾菌在空間站環境中展現出獨特的生存與適應能力，這一發現為科研人員帶來了全新的啟示：其空間環境適應機制不僅能助力定向的微生物控制策略設計，為航天、農業、工業和醫療等領域提供精準的干預思路；在空間微生物資源利用方面也存在驚喜——其對一些有機物的利用能力，為這些物質的可持續利用開辟了全新路徑。

The discovery offers two major takeaways. First, decoding the microbe's survival mechanism could guide precisely targeted control strategies, helping engineers design interventions for spacecraft, agriculture, industry and medicine. Second, the species' ability to break down specific organic compounds suggests new, sustainable methods for converting waste into useful resources, both in orbit and on Earth.

空間站平臺為微生物新物種的發現和研究提供了獨一無二的條件。隨著空間站的長期運營，圍繞微生物的活性物質、基因資源和代謝功能的研究有望迎來一次“大豐收”，這也將為地球上的科學研究和應用帶來了新的發展機遇。

With Tiangong's continuous operation, a "bumper harvest" of novel genetic and metabolic discoveries is anticipated, which added that insights gained in orbit could lead to new applications on Earth.

編輯：李金昳

實習生：張慶微

來源：中國載人航天微信公眾號 環球時報

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