甲烷（CH₄）是一种强效温室气体，海洋和陆地微生物每年会产生和消耗至少10亿吨甲烷，因此更好地理解微生物合成甲烷的各种途径具有重要的环境效应和生态意义。存在于产甲烷古菌中的甲烷生物合成途径被认为是甲烷生物合成的主要来源，因为产甲烷古菌并不能利用光能，所以长期以来一直认为光能和甲烷生物合成之间不存在任何直接的联系。

       在近期研究中，我们发现了一条光能驱动的甲烷生物合成新途径。该途径首先利用光合固氮菌中的固氮酶，在光能的驱动下直接将二氧化碳（CO₂）还原为甲酸，而产甲烷古菌再将固氮酶产生的甲酸通过甲烷生物合成途径转化为甲烷，从而建立了一条光合固氮菌和产甲烷古菌共同驱动的甲烷生物合成新途径。该研究系统测定了钼、钒和铁固氮酶在细胞内的甲酸合成能力，发现铁固氮酶产生的甲酸显著高于钼和钒固氮酶，并且通过¹³C稳定同位素分析，证实了甲酸是通过固氮酶催化CO₂还原所产生的。同时光合固氮菌的甲酸脱氢酶能够降解细胞内产生的甲酸，它们共同决定着甲酸是被用于自身生长还是被用于种间电子传递。将表达铁固氮酶的光合固氮菌和产甲烷古菌进行共培养，发现铁固氮酶产生的甲酸大部分可以被产甲烷古菌转化为甲烷，并且和之前报道的铁固氮酶直接催化CO₂还原生成甲烷相比，该途径产生的甲烷量大约高一个数量级，代表了一个更为重要的甲烷生物合成来源。

       总之，该研究发现了一条光合固氮菌和产甲烷古菌共同驱动的甲烷生物合成新途径，证实了光能在甲烷生物合成过程中具有重要影响，为今后更好的控制温室气体排放并发展更有效的环境治理技术打下了坚实的理论基础。