深海冷泉环境中单质硫的形成机制一直是科研人员关注的焦点。近期，中科院海洋研究所孙超岷课题组在这一领域取得重要成果，相关研究成果发表于国际生物学期刊《国际微生物生态学会杂志》(The ISME Journal) 。

 在前期科考中，基于拉曼光谱，研究人员观测到我国南海冷泉环境中单质硫含量丰富，但形成原因尚不明确。微生物在硫循环中起着主要驱动作用，对深海硫循环意义重大，然而受采样困难、微生物分离培养难度大等因素限制，关于深海微生物参与硫循环形成单质硫的机制了解甚少。孙超岷课题组借助 “科学” 号科考船，从南海典型冷泉环境中成功分离出一株能高效氧化硫代硫酸钠形成单质硫的细菌 Erythrobacter sp. 21-3，通过拉曼光谱确定其介导形成的单质硫结构为环状 S8 。

为深入探究该菌形成单质硫的分子机制，研究团队综合运用蛋白组学、分子遗传学及分析化学等多种手段，揭示了 Erythrobacter sp. 21-3 氧化硫代硫酸钠形成单质硫的关键基因及相应功能，并提出一种全新的硫氧化途径。在该途径中，第一步反应由 Thiosulfate dehydrogenase (TsdA) 蛋白介导，将两个硫代硫酸根氧化生成连四硫酸根，随后 Thiosulfohydrolase (SoxB) 水解连四硫酸根上的磺酸基，剩余硫烷聚合形成多聚硫 (S8) 。在特定条件下，多聚硫 S8 会被 Sulfur dioxygenase (SdoA 或 SdoB) 氧化为亚硫酸根，最终氧化为硫酸根。宏基因组研究结果显示，该途径广泛存在于赤杆菌及其他变形菌门和拟杆菌门微生物中，表明这一新型硫氧化途径对深海硫元素循环具有重要贡献，为解释南海冷泉喷口大量硫单质的成因及深海硫循环新机制提供了重要理论依据。