地質地球所成功分離培養趨磁螺菌X浮現頑皮M-1

文章来源:Erron 时间:2018-12-27

  地質地球所成功分離培養趨磁螺菌X浮現頑皮M-1

  趨磁細菌是細胞內基因操纵分解生物膜包被、納米尺寸、單磁疇磁鐵礦(或膠黃鐵礦)顆粒的微生物。細胞內產生的磁性納米顆粒稱為磁小體,它們在細胞內普通呈鏈狀陈列,使細菌能够感受地磁場而沿地磁場磁力線遊弋。因而,趨磁細菌被認為是生物地磁學和生物礦化作用研讨的形式微生物。例如,在沉積物中保留的化石磁小體對於古地磁學、古環境重建及探究地球晚期生命具有特别意義;磁性強且穩定的磁小體可作优良的納米原料被應用於生物醫學工程、廢水處理、磁存儲介質和納米傳感器原料等。獲得可培養趨磁細菌是精細研讨趨磁細菌趨磁性、生物礦化和磁學的需求。但前一個金是金牌,後一個金是金錢是,由於趨磁細菌對氧濃度梯度等要求苛刻,同其余微生物一樣,趨磁細菌的分離和純培養非常困難,不断是制約趨磁細菌研讨的瓶頸 。

  最近,地質與地球物理研讨所地球深部結構與過程研讨室博士王寅炤和導師潘永信及其协作者,胜利從沉積物中分離和培養瞭一株趨磁螺菌XM-1 。樣品采集於西安地區現代沉積物,沉積物經過毛細管搜集後直接塗佈於固體趨磁螺菌培養基(MSGM)並厭氧培養。經過反復嘗試,胜利實現分離和純化出XM-1菌株。16S rRNA基因序列剖析顯示該菌株屬於α-變形菌綱,與Magnetospirillum屬的親緣關系很近。透射電子顯微學剖析顯示該螺菌細胞長均匀約0.3±0.1μm,每個細胞內含有約10個磁小體顆粒,呈鏈狀陈列,磁小體為磁鐵礦顆粒,磁小體尺寸為43.7 ± 12.9 nm(圖1) 。巖石磁學剖析結果标明,磁小體的矯頑力和剩磁矯頑力分別為31 mT和42 mT,飽和剩磁和飽和磁化強度比值為0.47,為單磁疇顆粒;高精度一階反轉曲線圖具有明顯的中心脊分佈特征,顯示磁小體鏈具有極弱的靜磁互相作用(圖2)。

  此外,他們還通過結合生長效應面法和磁學办法優化瞭XM-1分解磁小體的才能。發現XM-1在以琥珀酸為單一碳源的培養基中生長,最大細胞幹重可達0.37g/L,分解磁小體為7.1mg/L,比在未優化MSGM培養基中进步20多倍,這對於將來磁小體的規模化生產具有重要參考價值。

  該研讨结果近期發表在國際微生物學期刊FEMS Microbiology Letters(Wang et al.Characterization and optimizing magnetosome production of new Magnetospirillum sp. XM-1 isolated f隨著與球隊磨合的深化,他還將有更出色的體現rom Xian City Moat, China.FEMS Microbiology Letters, 2015, 362(21): doi: 10.1093/femsle/fnv167)。

  原文鏈接

  

  圖1 趨磁螺菌XM-1及提純磁小體的透射電子顯微鏡照片;(A)趨磁螺菌XM-1;(B)磁小體高分辨電鏡照片;(C)磁小體3D模型;(D)磁小體晶格衍射圖;(E)提純磁小體電鏡照片;(F)磁小體選區電子衍射圖;(G)XM-1細胞尺寸分佈;(H)每個細胞磁小體個數分佈;(I)磁小體均匀尺寸分佈。

  

  圖2 趨磁螺菌XM-1全細胞的磁學性質;(A)鐵磁共振譜;(B)低溫有場/零場冷卻曲線;(C)室溫磁滯回線;(D)等溫剩磁獲得曲線和直流場退磁曲線;(E)一階反轉曲線。