由香港科技大學海洋科學系系主任及講座教授暨捷成David von Hansemann 理學教授錢培元領導的研究團隊，於《自然· 通訊》期刊發表了有關海底熱泉一種無脊椎動物—神盾螺共生體運作機制的最新研究成果。 該研究不僅發現神盾螺食道腺（消化系統）中同時存在硫氧化細菌和甲烷氧化細菌兩種共生菌，更首次破解這兩種共生菌及宿主神盾螺的基因組，揭示了共生體利用化學能量生產營養物質的過程以及適應極端環境的分子機制，為地球生命的起源提供了新的啟示。
海底熱泉具有極高靜水壓且黑暗無光，熱泉噴口所噴出經地熱加熱過的水，高達幾百攝氏度，其中還包含很多有毒的重金屬元素和化學物質，是一個典型、獨特且極端的生態環境。熱泉噴口的形成與海底岩漿的活動有關。一直以來，關於地球生命的起源有多種假說，其中較主流的為生命起源自深海的海底熱泉。海底熱泉與地球上絕大部分依靠植物光合作用的生態系統不同，化能合成細菌是這個生態系統的初級生產者，通過利用化學物質的化學能量轉換成有機物，從而孕育了海底熱泉生態系統中豐富而獨特的生物和基因資源。然而，這些生物如何適應海底熱泉這個極端環境卻一直是未解之謎。
2019年4月和5月，錢培元教授團隊在西南印度洋的龍旂海底熱泉，利用無人潛航器進行了深潛作業，對由中國首次發現並命名的龍旂海底熱泉進行科學考察，下潛深度約2800米。在龍旂海底熱泉，生活著一種群體龐大的物種神盾螺，因其足部有一片類似盾牌的殼片而得名。該團隊發現，在神盾螺食道腺細胞內存在兩種形態不同的內共生細菌，分別為硫氧化細菌和甲烷氧化細菌。
為了研究神盾螺宿主、硫氧化細菌和甲烷氧化細菌三者的共生機制，該團隊利用多組學手段，包括基因組學，轉錄組學和蛋白組學，剖析了神盾螺共生體的功能代謝圖譜。硫氧化細菌可以氧化硫化氫、硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽等硫化物，而甲烷氧化細菌則可氧化甲烷等化學物。這兩種細菌可以利用多種物質的化學能量，合成氨基酸和維生素等營養物質，提供予宿主神盾螺。神盾螺進化出更多的模式識別受體，並且在食道腺特異表達。這些識別受體可以識別並結合共生細菌表面的肽聚糖相關蛋白和外膜蛋白，帮助神盾螺識別並維持兩種不同的內共生細菌。神盾螺、硫氧化細菌和甲烷氧化細菌在營養代謝方面互補功能，建立了互利的共生關係，從而使神盾螺在海底熱泉生態系統中成為優勢族群。這個研究結果不僅有助我們了解生物是如何在這類極端環境中生存，亦為動物與微生物之間的分工和合作帶來重要啟示。
