中国地质大学（武汉）董依然团队与上海海洋大学方家松团队合作的研究论文 “Pressure-dependent adaptation strategies implied by the dissimilatory iron reducer Orenia metallireducens Z6”于2026年2月在mLife正式上线。该研究以分离自地下深部环境的耐压铁还原菌Orenia metallireducens Z6为对象，模拟 0.1–40 MPa（相当于地下4000米）的压力条件。结果表明，铁矿物在高压下扮演 “电子汇”的角色，帮助微生物疏导代谢生成的电子，优化能量利用，显著提升其生长效率。该菌株还能根据压力大小灵活调整适应策略，在温和高压下保持活跃，在极端高压下启动“节能模式”。

地下深部蕴藏着庞大的微生物世界，那里常年承受着极高的静水压力，这也是深地生命必须面对的核心环境挑战。已有研究表明，微生物可通过多种自我调节机制适应高压环境，但对于广泛分布的耐压微生物如何利用环境中的矿物资源优化能量利用和维持自身生存，目前仍缺乏深入认识。

该研究以从陆地深部环境分离的异养型铁还原菌Orenia metallireducens（菌株Z6）为研究对象，通过模拟地表至地下 4000 米的压力梯度（0–40 MPa），并结合生理学实验、脂质分析及转录组学研究，揭示了该微生物独特的“多级压力适应策略”（图1）：

1.定向代谢调节：在40 MPa抑制性高压条件下，氧化态铁矿物扮演“电子汇”的角色，帮助细胞将多余的电子“排走”，从而优化不同碳代谢通路之间的能量流转，显著提高菌株在高压条件下的生长效率。在此过程中，铁矿物不再是可有可无的电子受体，而是维持能量代谢稳态、抵御高压胁迫的核心组分。 

2.多层次的遗传响应：转录组数据显示，菌株 Z6 采用了一套 “通用+特异”的压力防御体系：在所有压力条件下，菌株都会上调抗氧化防御、离子转运和DNA 修复基因等普适性压力适应相关基因；在其活跃生长的压力区间（0.1–30MPa），它会调动趋化性和膜重塑相关基因，保持代谢活力；而在抑制性的40MPa高压条件下，则会通过上调磷酸转移酶系统（PTS）和冷休克蛋白应急通路，切换至保守的“生存模式”。

该研究首次明确指出，广泛存在于地壳中的铁矿物可作为“电子汇”，协助深部微生物抵御高压胁迫。由于 Orenia 属微生物在全球深部生境中分布广泛，这种依赖铁矿物的压力适应机制，为理解地球深部生物圈的生存法则提供了新线索。未来，它也将为我们理解地下生命极限、开发深地资源乃至寻找外星生命提供新视角。

图1 Orenia metallireducens Z6 菌株对静水压力梯度的多层次适应。(A) 不同压力条件下Fe(II)浓度随时间的变化。(B) 不同压力条件下伪零级Fe(III)还原速率和生物量归一化Fe(III)还原速率。(C)不同压力条件下磷脂脂肪酸（PLFAs）的相对丰度。(D) 代谢途径示意图。(E) 不同压力下的条件性转录组策略。

引用本论文：Li S, Pei J, Fang J, Liu R, Wei Y, Huang X, et al. Pressure-dependent adaptation strategies implied by the dissimilatory iron reducer Orenia metallireducens Z6. mLife. 2026; 5: 122–125.

原文链接：https://doi.org/10.1002/mlf2.70070