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北方網消息(記者劉雁軍 通訊員張國)：記者近日獲悉，南開大學的科研人員首次破譯了可降解重油的細菌基因組信息，可幫助解決重油開採和污染難題，這對於微生物採油技術的革新亦具有重要意義。
3月27日出版的國際頂級學術刊物《美國科學院院刊》，刊登了上述成果的論文，這在天津地區尚屬首次。
論文作者、南開大學泰達生物技術學院院長、長江學者王磊是項目主持人。他說，該成果是石油微生物研究領域的重要發現，南開大學已對其中的關鍵發現申請國際專利保護。
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| 圖爲NG80-2全基因組序列圖譜及預測的重烴降解途 |
發現一：NG80-2，愛吃重油的微生物
能“吃”石油的微生物，並不是將寶貴的石油資源喝掉，而是擁有降解石油的本領，可以用於處理石油污染、幫助開採石油。
南開大學的此項研究，在世界上首次解開了可降解重油的細菌奧祕。在自然界中，很多細菌能降解輕油，而重油不易降解，會造成長期污染，對石油污染的治理工作造成了最大的挑戰。目前全球探明儲量的石油中，超過60%的部分採用現有技術無法開採，主要爲黏度高、流動性差的重油。
王磊說，這項最新的研究成果是在南開大學多年積累的基礎上完成的。南開介入石油微生物的分類和應用基礎等研究領域已有20多年的歷史，分離篩選了紅球菌、假單孢菌、芽孢桿菌等大量石油微生物，部分菌株應用於油田的現場開採試驗並取得了較好的效果。
上世紀90年代，這篇論文作者之一、南開大學生命科學學院教授劉如林等科研人員在天津大港油田發現了一種嗜熱脫氮土壤芽孢桿菌，師生爲它取名“NG80-2”。它在45至73攝氏度的條件下存活，能以原油爲唯一的“食物”，具有獨特的降解重油和產生表面活性劑的能力。但10多年來，它的基因“密碼”仍然未知。
發現二：LadA，清除石油污染的“理想候選者”
而對這株細菌基因組的破譯，是王磊教授領導的科研小組經過近4年的努力完成的，論文的共同第一作者爲南開大學青年教師馮露和王威，研究成員全部爲南開師生。課題得到了“十五”國家863計劃和天津市科技創新專項資金的資助。
課題組綜合運用先進的基因組學和蛋白組學方法，對NG80-2開展了深入系統的研究，最終在國際上首次鑑定了長鏈烷烴(俗稱“重烴”)的微生物降解途徑。他們從中發現了一種關鍵的生化酶，它能幫助細菌將重油的主要成分--長鏈烷烴降解爲小分子。
研究發現，NG80-2能夠大量產生這種生化酶，課題組將其命名爲“長鏈烷烴羥化酶”(LadA)，它是降解長鏈烷烴的關鍵。課題組還得到了分離和富集這種蛋白的簡單方法。作者在論文中提出，這種蛋白是對付石油污染的“理想候選者”。
王磊說，已有的利用微生物處理石油污染的方式，缺陷在於效率比較低，而且往往只能適用於輕油。更重要的是，人們對於微生物如何處理石油污染的分子機理尚未形成確定的認識。而對LadA進行鑑定以後，就能改良細菌的品種，擴大其應用範圍，提高處理效率。
前景：可提高採油率，勝任高溫採油
南開大學的這項研究工作，也爲興起於上世紀70年代的微生物採油帶來了新的希望，早在上世紀80年代，大港油田的現場試驗就表明NG80-2可有效提高採油率達6.6%。
微生物採油技術主要是通過微生物在惡劣的油藏環境中生長代謝，降解油烴分子，產生表面活性劑、有機酸、氣體、溶劑和聚合物等物質，有效地降低岩石、油、水系統的界面張力，降低粘度，增加壓力，疏通巖孔，增加流動性，提高採油率。主要特點是工藝簡單、成本低廉、環保無害、使用安全。
美國能源部的數據顯示，微生物採油能提高採油率10%-15%。與國外相比我國還存在較大差距。國際上對石油微生物的分子水平研究仍然匱乏，特別是缺乏以長鏈烷烴爲主的重油微生物降解分子機制的研究，成爲微生物採油技術遇到的一大難題。
南開大學課題組對NG80-2的破譯，是中國科研人員的一項突破。南開大學校長饒子和院士領導的課題組已經着手研究LadA的三維結構，並採用基因操作手段改造蛋白，預期在二三年內實現其在野外的石油降解試驗。
值得欣喜的是，根據基因組破譯所得到的信息還發現，NG80-2具有多種特殊的代謝途徑，表明它能夠適應很多不同的環境、具有較強的生存能力，因此潛在的應用領域很廣。由於這是一種嗜熱菌，在地下的高溫採油工作中具有得天獨厚的優勢。
課題組同時開始了對另一種採油微生物的基因組破譯工作。與NG80-2不同，這是一株低溫採油菌，可在8到20攝氏度的條件下存活。
王磊說，研究工作得益於天津和南開大學的長期支持。課題組在濱海新區建立了天津市功能基因組與生物芯片研究中心，已建成包括基因組學、蛋白質組學、生物芯片和生物信息學在內的四個具有國際先進水平的研究平臺體系。高層次的平臺提升了課題組的技術水平和科研攻關能力，大量研究成果應運而生。
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