航天员在轨进行微生物采样

近日，科研人员首次公布在我国空间站发现的一个微生物新物种，并将其命名为“天宫尼尔菌（Niallia tiangongensis）”，相关科研成果在线发表于国际权威期刊《International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology》上。

什么是微生物新物种?

微生物是地球上最古老、最多样化的生命形式之一，体型微小却分布广泛。从空气悬浮颗粒到土壤深处，从深海高压环境到人体共生菌群，微生物构成了地球上庞大的“隐形”群落。微生物的世界就像一个神秘的宝藏，每发现一个微生物新物种，就像打开了一扇通往未知世界的大门。

什么是微生物新物种呢？简单来说，就是那些以前从未被人类发现、研究和命名的微生物。空间站内微重力、辐射、密闭、寡营养等复杂条件相互交织，其中蕴藏着多少未知的微生物新物种呢？科学家们对这些充满了好奇和想象。

天宫尼尔菌是如何被发现的？

此次微生物新物种发现是在空间站工程航天技术试验项目支持下实现的。研究团队聚焦于我国空间站长期运营过程中环境微生物的动态变化和安全控制，设计了多批次、全舱段、全景式的居留舱微生物监测任务CHAMP（China Space Station Habitation Area Microbiome Program）。

2023年5月，神舟十五号航天员乘组利用无菌采样擦巾对空间站舱内表面微生物进行在轨采集和低温储存。下行后，经过地面实验分析，科研人员发现了一种全新的微生物物种——天宫尼尔菌。该研究综合运用了形态观察、基因组测序、系统发育分析和代谢分析等多学科手段，最终确认了这一独特物种。

天宫尼尔菌有哪些独特性？

微生物凭借独特的生物学机制巧妙地适应着空间环境的压力，而空间环境也通过选择压力反过来塑造微生物的代谢和生理特征。此次发现的天宫尼尔菌是一类革兰氏阳性的产芽孢细菌，隶属于细胞杆菌科（Cytobacillaceae）尼尔属（Niallia），与近缘物种相比，天宫尼尔菌在适应空间环境方面表现出色：

第一，天宫尼尔菌具备卓越的“抗压”能力，通过调控杆菌硫醇（BSH）的生物合成，精准应对空间环境中的氧化应激。这种机制维持了细胞内的氧化还原平衡，保障其在极端条件下也能稳健生长。

第二，天宫尼尔菌在生物被膜形成、辐射损伤修复等方面表现出独特特征，这些能力集于一身，帮助其成为能够适应空间环境的“六边形战士”。

天宫尼尔菌与近缘物种之间蛋白质结构差异

（A）BshB1蛋白；（B）SplA蛋白

发现天宫尼尔菌带来哪些启示？

天宫尼尔菌在空间站环境中展现出独特的生存与适应能力，这一发现为科研人员带来了全新的启示：其空间环境适应机制不仅能助力定向的微生物控制策略设计，为航天、农业、工业和医疗等领域提供精准的干预思路；在空间微生物资源利用方面也存在惊喜——其对一些有机物的利用能力，为这些物质的可持续利用开辟了全新路径。

空间站平台为微生物新物种的发现和研究提供了独一无二的条件。随着空间站的长期运营，围绕微生物的活性物质、基因资源和代谢功能的研究有望迎来一次“大丰收”，这也将为地球上的科学研究和应用带来了新的发展机遇。

来源：中国载人航天微信公众号