中国空间站发现微生物新物种，其已进化出适应极端太空环境的能力

摘要：近日，中国科研团队在中国空间站天宫空间站首次发现并鉴定了一个微生物新物种，将其命名为——“天宫尼尔菌”（Niallia tiangongensis），这是首次在中国空间站发现新物种，拓展了我们对太空环境微生物多样性的认知边界，该菌株拥有适应极端太空环境的巧妙机

生物世界生物世界

2025年05月18日 16:00新加坡

了解微生物在长期太空任务中的特性，对于保障宇航员健康以及维持航天器功能至关重要。

近日，中国科研团队在中国空间站天宫空间站首次发现并鉴定了一个微生物新物种，将其命名为——“天宫尼尔菌”（Niallia tiangongensis），这是首次在中国空间站发现新物种，拓展了我们对太空环境微生物多样性的认知边界，该菌株拥有适应极端太空环境的巧妙机制，这一发现可能具有许多实际意义。

这项研究以：Niallia tiangongensis sp. nov., isolated from the China Space Station 为题，发表在了 International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 期刊上【1】。

研究团队表示，天宫尼尔菌具有更强的抗氧化应激的能力，并且能够逆转辐射造成的损伤。破译其在太空环境中的生存机制，有助于为微生物设计精准且有针对性的控制策略，有望在包括太空技术、农业和医学在内的多个领域加以应用。

这项研究是中国空间站居留舱微生物监测任务（CHAMP）的一部份，该微生物样本采集于 2023 年 5 月，当时神舟十五号航天员乘组在空间站执行任务，他们在空间站度过了六个月，在此期间，他们使用无菌湿巾从空间站各舱段表面采集微生物样本，然后将这些湿巾冷冻起来带回地球。研究团队对这些样本进行了基因组测序和代谢分析，从中发现了一种革兰氏阳性、好氧、产芽孢、杆状菌株——JL1B1071T。

该菌株属于细胞杆菌科的尼尔属，其基因组大小为 5166230 个碱基对，G+C 含量为 35.6 mol%。与其在地球上亲缘关系最近的环状尼尔菌（Niallia circulans）ATCC 4513T 菌株相比，其在基因组结构、特征蛋白表达和代谢途径上存在显著差异，基因组分析显示，两者的基因组相似度仅为 83.3%，远低于物种界定标准（95%），因此，研究团队认为，它是一个全新物种，并将其命名为“天宫尼尔菌”（Niallia tiangongensis）。

天宫尼尔菌主要的细胞脂肪酸为反式异戊酸 C15:0 和异戊酸 C15:0。主要的醌类物质为甲萘醌-7（MK-7）。值得注意的是，天宫尼尔菌主具有独特的水解明胶的能力，这表明它能够在营养有限的环境中利用明胶作为底物。

基因组分析还显示，天宫尼尔菌在 GAF 结构域含蛋白和 DNA 连接酶 D 蛋白中存在两个关键的保守特征的插入/缺失（indel）突变，这些特征序列是尼尔菌属的特有标志性序列。

此外，研究团队还发现，天宫尼尔菌的 BshB1 和 SplA 蛋白发生显著突变，导致其在结构和功能上存在差异，这些差异可能增强生物膜的形成、氧化应激反应以及辐射损伤修复能力，从而有助于其在太空环境中的生存。

天宫尼尔菌 BshB1 和 SplA 蛋白的突变，可能有助于其适应太空环境

总的来说，该研究基于表型、生理生化特征以及基因组注释，表明发现于中国空间站的菌株 JL1B1071T 是尼尔菌属中的一个新物种，并建议命名为天宫尼尔菌（Niallia tiangongensis）新物种。

相关阅读：

2025 年 2 月 27 日，加州大学圣地亚哥分校的 Rob Knight 团队和 Pieter Dorrestein 团队合作（Rodolfo Salido、赵皓琪为共同第一作者），在国际顶尖学术期刊 Cell 上发表了题为：The International Space Station has a unique and extreme microbial and chemical environment driven by use patterns 的研究论文【2】。

这项研究显示，与地球上的人造环境相比，国际空间站（International Space Station，ISS）的微生物多样性要低得多，而且存在的微生物大多是人类携带上去的微生物物种。这项研究表明，宇航员在太空旅行中表现出的健康问题可能是由于航天器太过于干净无菌，因此，来自大自然的更多样性的微生物的存在或有助于改善空间站的人类健康。