趋磁细菌

趋磁细菌_神秘的微观世界

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时间:2011-05-09  来源:文本大小:【 |  | 】  【打印

 

  趋磁细菌(magnetotactic bacteria, 简称MTB)是一类能在细胞内合成有生物膜包被的、纳米尺寸、单磁畴(single magnetic domain, SD)的磁铁矿(magnetite, Fe3O4)或胶黄铁矿(greigite, Fe3S4)晶体颗粒的原核生物的总称。这些磁性颗粒被称为磁小体(magnetosome),在细胞内多呈链状排列。磁小体链是趋磁细菌独特的组织器官,作为细胞的“生物磁针(biocompass)”,感知地磁场,使其沿地磁场磁力线定向或游弋,这种行为被称为趋磁性(magnetotaxis)。趋磁细菌的趋磁性有助于它们在水体中定向运动并快速寻找到其最适合的生态位。

  趋磁细菌广泛分布在现代湖泊和海洋等水生环境中,在细胞形态、系统进化和生理生化等方面具有极其丰富的多样性。迄今发现的趋磁细菌包括球菌、卵球菌、杆菌、弧菌、螺旋菌和多细胞趋磁细菌(many-celled magnetotactic prokaryote, MMP)(如图)。这些趋磁细菌均属于革兰氏阴性菌,依靠鞭毛运动。16S rRNA基因序列相似性分析表明,它们分属于细菌域的变形菌门(Proteobacteria phylum)和硝化螺菌门(Nitrospira phylum)两个进化分支。

  30多年来,趋磁细菌和磁小体一直处于地球科学、生物矿化、生物磁学、微生物学、细胞生物学、天体生物学、纳米磁学和生物纳米材料及生物仿生学等热门学科的国际研究前沿,被作为理想的模式系统和材料,来研究诸如生物矿质化、生物地磁响应机理、火星生命遗迹探索和细胞内器官起源与演化等重大科学问题。磁小体在生物医药技术和纳米材料领域的潜在应用价值也日益受到重视。

  

  

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