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地质地球所乐成别离培育趋磁螺菌XM-1

公布于 2016-01-03 09:44   阅读 次  

  趋磁细菌是细胞内基因控制分解生物膜包被、纳米尺寸、单磁畴磁铁矿(或胶黄铁矿)颗粒的微生物。细胞内发生的磁性纳米颗粒称为磁小体,它们在细胞内普通呈链状陈列,使细菌可以感觉地磁场而沿地磁场磁力线游弋。因而,趋磁细菌被以为是生物地磁学和生物矿化作用研讨的形式微生物。比方,在堆积物中保管的化石磁小体关于古地磁学、古情况重修及探究地球晚期生命具有特别意义;磁性强且波动的磁小体可作精良的纳米资料被使用于生物医学工程、废水处置、磁存储介质和纳米传感东西料等。取得可培育趋磁细菌是精密研讨趋磁细菌趋磁性、生物矿化和磁学的需求。但是,由于趋磁细菌对氧浓度梯度等要求苛刻,同其他微生物一样,趋磁细菌的别离和纯培育好不容易,不断是制约趋磁细菌研讨的瓶颈。

  近来,中科院地质地球所地球深部构造与进程研讨室王寅炤博士和导师潘永信研讨员及其合作者,乐成从堆积物中别离和培育了一株趋磁螺菌XM-1。样品收罗于西安地域古代堆积物,堆积物颠末毛细管搜集后间接涂布于固体趋磁螺菌培育基(MSGM)并厌氧培育。颠末重复实验,乐成完成别离和纯化出XM-1菌株。16S rRNA基因序列剖析表现该菌株属于α-变形菌纲,与Magnetospirillum属的亲缘干系很近。透射电子显微学剖析表现该螺菌细胞长均匀约0.3±0.1μm,每个细胞内含有约10个磁小体颗粒,呈链状陈列,磁小体为磁铁矿颗粒,磁小体尺寸为43.7 ± 12.9 nm(图1)。岩石磁学剖析后果标明,磁小体的矫顽力和剩磁矫顽力辨别为31 mT和42 mT,饱和剩磁和饱和磁化强度比值为0.47,为单磁畴颗粒;高精度一阶反转曲线图具有分明的中央脊散布特性,表现磁小体链具有极弱的静磁互相作用(图2)。

图1 趋磁螺菌XM-1及提纯磁小体的透射电子显微镜照片;(A)趋磁螺菌XM-1;(B)磁小体高辨别电镜照片;(C)磁小体3D模子;(D)磁小体晶格衍射图;(E)提纯磁小体电镜照片;(F)磁小体选区电子衍射图;(G)XM-1细胞尺寸散布;(H)每个细胞磁小体个数散布;(I)磁小体均匀尺寸散布

图2 趋磁螺菌XM-1全细胞的磁学性子;(A)铁磁共振谱;(B)高温有场/零场冷却曲线;(C)室温磁滞回线;(D)等温剩磁取得曲线和直流场退磁曲线;(E)一阶反转曲线

别的,他们还经过联合生长效应面法和磁学办法优化了XM-1分解磁小体的才能。发明XM-1在以琥珀酸为单一碳源的培育基中生长,最大细胞干重可达0.37g/L,分解磁小体为7.1mg/L,比在未优化MSGM培育基中进步20倍多,这关于未来磁小体的范围化消费具有紧张参考代价。

  该研讨效果近期宣布在国际微生物学期刊FEMS Microbiology Letters(Wang et al.Characterization and optimizing magnetosome production of new Magnetospirillum sp. XM-1 isolated from Xi’an City Moat, China. FEMS Microbiology Letters, 2015, 362(21): doi: 10.1093/femsle/fnv167)。

  原文链接

(地质地球所供稿)

 
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