2025年9月22日，应兰州大学泛第三极环境中心邀请，南方科技大学曾芝瑞副教授进行了题为“古菌脂类的生物合成演化与地学应用”的专题讲座，讲座由计慕侃教授主持，采用线上线下相结合的方式进行。

脂类甘油二烷基甘油四醚（GDGTs）是古菌细胞膜的主要组成部分，脂类由于其极高的稳定性，能在地球上保存16亿年以上，因此成为指示地质过程的重要生物标志物。一方面，古菌GDGTs具有特殊的单层膜结构，这种结构在物理化学性质上比细菌和真核生物的双层膜更为稳定；另一方面，古菌GDGTs能作为重要的分子化石，指示历史的气候环境变化。例如Schouten等人2002年发表于Earth and Planetary Science Letters的论文中首次提出，古菌GDGTs单层膜上的环状结构数量能够指示海洋的温度变化。

为了揭示古菌GDGTs合成的生物学原理及其生理功能，曾老师团队通过培养古菌模式生物并开展遗传学、生物化学研究，发现了催化合成GDGTs的关键酶Radical SAM酶。在已知GDGTs的温度指示功能归因于其环化修饰的基础上，曾老师团队通过环化酶基因敲除实验，进一步证实了环化还可影响古菌细胞的鞭毛形成和能量代谢。

古菌GDGTs的环化数量（TEX₈₆指标）与海洋温度呈线性关系，广泛应用于古温度重建。曾老师团队进一步开发了GMGTs指标，该指标可指示古环境缺氧事件，验证了大洋缺氧事件中GDGTs含量的显著变化。

真核生物的起源是领域的重要难题。曾老师团队在大肠杆菌中成功合成古菌GDGTs，形成人工细菌-古菌混合膜脂，发现结构简单的古菌膜脂能够与细菌膜脂融合且不损害细胞活性。通过实验验证，越是结构复杂的膜脂，如GDGTs，越是对细菌产生强烈的影响，影响细胞的正常分裂，激发细胞内的SOS应答机制。进一步分析发现，与真核生物亲缘关系接近的古菌祖先基因组通常没有合成GDGTs的关键基因，这表明真核生物古菌祖先的膜脂可能是简单的二醚脂类，这将更有利于真核生物演化过程中的膜脂融合和转换。更进一步证实了真核生物起源于古菌的假说。

最后，曾老师通过自身对古菌脂类研究的经验，提出了与传统研究范式不同的新研究范式，即从揭示关键的生物学原理到开发新的环境指标，再到从实际样品和环境中去寻找在该生物学原理下会存在的现象。这一研究思路可与传统范式互补，共同促进科学研究的发展和进步。本次报告的在座师生对报告内容兴趣浓厚，并与曾老师展开了热烈的讨论，讲座最终在掌声中圆满结束。