研究發(fā)現(xiàn)病毒會增強(qiáng)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(xì)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(jī)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(jī)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(biāo)。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(qiáng)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(tuán)隊確定海洋中的碳下沉與病毒的存在有關(guān)。人們認(rèn)為，當(dāng)受病毒感染的碳處理細(xì)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(jìn)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(dá)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(xùn)，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(xué)教授沙利文說："我們正在進(jìn)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(biāo)是對微生物組進(jìn)行工程設(shè)計，使其朝著我們認(rèn)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(xué)微生物學(xué)副教授弗吉尼亞-里奇（Virginia Rich）是美國國家科學(xué)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(xué)，負(fù)責(zé)組織瑞典野外現(xiàn)場的微生物組科學(xué)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(xì)胞生物是甲烷（一種強(qiáng)效溫室氣體）的重要生產(chǎn)者。

 

里奇與新罕布什爾大學(xué)的露絲-瓦爾納（Ruth Varner）共同組織了美國科學(xué)院會議，后者是EMERGE研究所的共同負(fù)責(zé)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(xué)到用病毒管理微生物組"，是在題為"以微生物組為目標(biāo)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(xué)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(xué)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