从北极到北冰洋，在这一地区的冻土保持估计的1672亿公吨碳地球大气层。这种固碳量超过250倍的温室气体排放量在2009年归于美国。然而，由于全球气温缓慢上升，所以也做关于碳循环后的潜在影响的关注的永久冻土层融化并释放碳已为亿万被困。像这么多的地球环境的关键过程，最小的球员微生物对最终结果的最显著的影响。

要回答这个问题，从美国能源署（DOE）联合基因组研究所（JGI），伯克利实验室地球科学部（ESD）的范围内，美国地质调查局的研究人员合作，了解如何回应他们在永久冻土带发现的微生物气候变暖的环境。其中的调查结果，发表在“自然”杂志在线11月6日，是一种新型微生物产生甲烷，是一种比二氧化碳更强大的温室气体的基因组草图。这种微生物，还没有命名，生活在冻土层，是组装的基因组，从寒冷的土壤宏基因组隔离集合。大会的挑战是建立一个完整的拼图，从一个来自许多不同的拼图块大集合。

“多年冻土是准备，以成为在北极地区的温度主要的温室气体源有望以增加显着的在世界许多其他地区的预??期温度增加相比，”说，公共服务电子化的珍妮特杨松，相应的作者和的始作俑者研究（研究与发展基金，支持导演首先从能源部实验室授予她）。 “通过应用宏基因组学研究微生物群落的组成和功能，我们可以帮助回答有关目前??撂荒和未学的微生物物种居住在永久冻土带循环有机碳和解冻过程中释放的温室气体的问题，”杨松说。 “这将可能导致改善碳循环模型和最终减灾战略提供有价值的信息。”

据美国环境保护署，2009年化石燃料燃烧占为5.2亿美元的国家的二氧化碳排放量，一小部分（约1％，3 / 10）被困在北极永久冻土中的二氧化碳吨。了解微生物在冰冻的土壤和二氧化碳的过程中微生物活动的影响过程，一直研究的共同作者，美国地质调查局研究员Mark Waldrop，其2010年社区测序计划项目，另外与能源部联合基因协会（合作项目杨松），侧重于比较短期解冻的永冻土微生物的反应较长期的过程。

Waldrop芯从泥炭黑云杉林沿赫斯河，阿拉斯加米深的永久冻土带的样品。每个样品，然后再除以区分季节性解冻的“积极的”层，其中包括核心的前三分之一，并永久冻结的“冻土层”地平线下方。样品孵育解冻在5 ° C，然后发送到DNA的提取和分析，在DOE - JGI主任埃迪鲁宾和他的博士后研究员雷切尔Mackelprang的领导团队，（现在在加州州立大学北岭）杨松实验室微生物DNA测序样品。 Mackelprang“，说：”这些微生物群落是极其多样的。 “一克的土壤可能含有成千上万个不同的细菌种类和细胞数十亿。此外，这些微生物不能生长在实验室里，这是一个极其困难的地区，研究。”这些数据，然后分析杨松和她的团队在公共服务电子化的合作，包括克里斯汀DeAngelis，莫德大卫和Krystle查瓦里亚。

在DOE - JGI，Mackelprang和她的同事们产生了近40亿个碱基的原始DNA序列，必要的，因为土壤的微生物多样性高。他们发现了几个微生物产生的甲烷作为副产品，并能够组装的一种新型的产甲烷菌的基因组草图。 “这是一个从一个非常复杂的土壤宏基因组的基因组草图的成功大会的第一个例子，”作者写道。 “这种新颖的产甲烷菌的丰度，表明它可能是一个重要的球员，在冷冻条件下产甲烷。”此外，基因组数据显示，微生物固氮基因，这项研究还首次在多年冻土描述一个潜在的固氮产甲烷。

研究人员发现碳和氮的宏基因组数据的循环中所涉及的许多基因，并发现，其丰度水平在其解冻的栖息地转移。 “融化的永久冻土带的微生物群落的快速和动态响应首次揭示这些详细的分析，他们得出的结论。” “解冻引起的变化，我们检测直接支持，在北极土壤，微生物在其中发挥的核心作用，在温室气体排放量和存储的永久冻土带的碳不稳定碳和氮的，骑自行车的概念模型。