趨磁細菌是細胞內基因控制合成生物膜包被、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,它們在細胞內一般呈鏈狀排列,使細菌可以感受地磁場而沿地磁場磁力線游弋。因此,趨磁細菌被認為是生物地磁學和生物礦化作用研究的模式微生物。例如,在沉積物中保存的化石磁小體對于古地磁學、古環境重建及探索地球早期生命具有特殊意義;磁性強且穩定的磁小體可作良好的納米材料被應用于生物醫學工程、廢水處理、磁存儲介質和納米傳感器材料等。獲得可培養趨磁細菌是精細研究趨磁細菌趨磁性、生物礦化和磁學的需要。然而,由于趨磁細菌對氧濃度梯度等要求苛刻,同其他微生物一樣,趨磁細菌的分離和純培養十分困難,一直是制約趨磁細菌研究的瓶頸。 最近,中國科學院地質與地球物理研究所地球深部結構與過程研究室博士王寅炤和導師潘永信及其合作者,成功從沉積物中分離和培養了一株趨磁螺菌XM-1。樣品采集于西安地區現代沉積物,沉積物經過毛細管收集后直......閱讀全文
研究發現趨磁細菌可能是一類重要的微生物功能群,它們利用地磁場的定向作用,在有氧-無氧界面(OAI)中上下穿梭,將OAI上部有氧或微氧與其下部的厭氧環境聯動起來,進而驅動碳、氮、硫和鐵等在地球水生環境的無氧與有氧環境中的元素循環。 有氧-無氧界面(OAI)是地球有氧與無氧環境之間的過渡帶。在地球
北京密云水庫中新發現的兩類硝化螺旋菌門趨磁細菌的熒光原位雜交(A至I)與透射電子顯微鏡照片(J和K) 趨磁細菌是一類能夠在細胞內合成納米磁體礦或膠黃鐵礦磁小體的原核微生物,目前已發現的趨磁細菌在系統發育上均屬于變形菌門 (Proteobacteria)與硝化螺旋菌門(Nitro
趨磁細菌(magnetotactic bacteria)是生物控制礦化研究的典范和古地磁學研究的新生長點,它們能夠在細胞內合成有生物膜包被的、納米尺寸、單磁疇磁鐵礦晶體顆粒,也稱為磁小體(magnetosome)。磁小體在細胞內多成鏈排列,作為趨磁細菌的“磁場感應器”,促使其沿磁場方向定向游弋,
鐵元素是地殼中含量第四的元素,它不僅是生物所必須的微量元素之一,而且還可以影響海洋和陸地系統的地球化學性質,對于維護地球生態系統的穩定具有重要貢獻。近年來,越來越多的研究表明微生物是調控全球鐵元素地球化學循環的重要驅動力之一。其中,在體內礦化合成鐵磁性礦物磁小體的趨磁細菌是一類重要的鐵細菌功能群
趨磁細菌是一類能夠沿著地磁場磁力線方向運動的微生物,在細胞基因嚴格調控下礦化合成納米級(幾十到上百納米)、尺寸均一、化學純度高、鏈狀排列的磁鐵礦(Fe3O4)或膠黃鐵礦(Fe3S4)磁小體,是生物地磁學與生物礦化研究的模式微生物。趨磁細菌廣泛分布在湖泊、海洋和瀉湖等環境中,磁小體不僅是沉積物中磁
地磁場包裹近地空間,保護地球的大氣圈、水圈和生物圈,維系地球宜居環境。地磁場的出現至少始于太古代,甚至在冥古宙就可能起源。在漫長的演化中,許多生物擁有了感應地磁場以及利用地磁場進行定向和導航的能力。越來越多的研究發現,生物感磁行為在現代生物圈中廣泛存在,相關研究已成為地學、生物學、物理學、化學等
古溫度是古環境重建的重要參數。已有研究表明,全球變暖對高等動植物的多樣性具有顯著影響,但是,溫度變化對微生物有何影響目前尚不十分清楚。微生物分布廣、數量大、多樣性高,在全球元素循環和生態系統功能維持等方面發揮十分重要的作用,能否用微生物變化反映環境溫度是一個非常值得研究的科學問題。 趨磁細
隨著金黃色葡萄球菌對抗生素的耐藥性越來越強,科學家們迫切需要開發出可以有效殺滅耐藥性菌株的新方法,近日一項刊登于國際雜志Applied and Environmental Microbiology上的研究論文中,來自中國科學院的研究人員在嚙齒類動物中進行實驗,通過利用磁性納米晶體產生過高熱(Hy
中科院地質地球所地球與行星物理重點實驗室生物地磁學研究團隊研究員林巍、潘永信等,聯合澳大利亞國立大學和美國內華達大學拉斯維加斯分校的合作者,開展了迄今規模最大、跨越南北半球的趨磁細菌多樣性和宏基因組研究。相關研究成果近日發表在《國際微生物生態學會會刊》。該研究受國家自然科學基金創新研究群體、中科
9月1日至4日,第二屆趨磁細菌與生物礦化國際研討會(The 2nd International Symposium on Magnetotactic Bacteria and Biomineralization)在北京中國科學院地質與地球物理研究所召開。 與生命科學的交叉已經成
趨磁細菌(Magnetotactic bacteria,MTB)是一大類能沿著地磁場方向進行趨磁運動的細菌的總稱,不具有系統分類學上的意義。 這類細菌的特殊性在于能產生一種原核生物細胞器-磁小體(magnetosome)(具有 Fe3O4 納米磁核)。 這類生物來源的磁納
近日,中科院地質地球所研究人員與國內外科學家合作,利用譜系年代學分析方法,揭示趨磁細菌起源于距今30億年前的中太古代,早于地球大氧化事件,是地球上最早出現的既能感應磁場又能進行礦化的生物類群。相關成果于2月28日發表于《美國國家科學院院刊》。 地球在太古代是否具有地核發電機一直是地球內部結構和
在國外,流式細胞術(Flow cytometry, FCM)已在細菌常規工作中得到廣泛的應用[1],而在國內起步較晚。目前已經在實驗室研究、工業生產、臨床診斷、環境評估等領域的細菌快速檢測有所應用。FCM在實驗室研究中的細菌檢測應用細菌研究中常需要是菌體計數,常規計數方法是平板法
從百度搜索“朱日祥”三個字,人們即能了解到,他從事古地磁學研究。古地磁研究與人們現實生活的距離可謂相當遙遠。其關注點在地下數千公里處,其時間在幾百年到幾十億年間。它解釋的內容與大陸漂移學說相關,闡述著地球的變遷。這樣的話語若要與人們的生活發生關聯,難以想象。然而,10多年前,朱日祥就開始琢磨:把
在國家自然科學基金項目(項目編號:41330104,41621004,41374074)等資助下,中國科學院地質與地球物理研究所地球與行星物理重點實驗室、中-法生物礦化與納米結構聯合實驗室生物地磁學研究團隊林巍副研究員、潘永信研究員等與合作者在微生物礦化和生物感磁的起源研究中取得重要進展。研究成
日前,中科院海洋研究所肖天研究員課題組與法國科學院吳龍飛教授課題組合作開展了海洋趨磁微生物多樣性及系統進化研究。研究人員在我國黃海潮間帶沉積物中發現一種新的多細胞趨磁原核生物——菠蘿型多細胞趨磁原核生物(pineapple-like MMPs)。 科研人員通過對該多細
一支由法國原子能及可替代能源署(CEA)領導、法國國家科研中心(CNRS)參與研究的國際團隊通力合作,揭示了趨磁細菌體內一種名為MamP的蛋白質主導合成磁小體的機制及其結構特征。該研究使得人們對“生物礦化”有了進一步的理解,同時也為生物納米磁體在醫學和污水處理等方面的廣泛應用提供了新機遇。相關研
趨磁細菌是迄今確證唯一能執行生物控制礦化和利用地磁場的原核微生物,它們能沿地磁場定向游弋,在細胞內合成鏈狀排列、單磁疇(SD)磁鐵礦(Fe3O4)或膠黃鐵礦(Fe3S4)晶體顆粒(磁小體)。研究現代趨磁細菌對認識生物礦化和生物地磁響應的演化歷史和發生機制具有重要科學意義;識別古老沉積物或巖石中趨
污水處理行業發展迅速,各種污水處理技術百花爭艷,尤其在農村污水處理領域,越來越多的新技術與組合工藝投入到項目當中。近年來,一種將磁強化技術與污水處理技術聯用的新型水污染復合控制技術興起,技術利用磁場對水中污染物的高能破壞作用和對微生物的正向刺激作用達到凈化水質的效果。磁場強化污水處理技術具有應用范圍
沉積剩磁是獲取古地磁場信息的主要來源,連續沉積序列的沉積剩磁記錄可反映地磁場隨時間變化,如極性倒轉過程、地磁漂移事件和相對古強度變化等信息,也是建立高分辨率地磁極性柱(可用于沉積盆地定年和地層對比等)的基礎。沉積物中磁性礦物本身及其變化也攜帶了較為豐富的古環境和古氣候信息。因此,湖泊、海洋和風成
目前,污水處理行業發展迅速,各種污水處理技術百花爭艷,尤其在農村污水處理領域,越來越多的新技術與組合工藝投入到項目當中。近年來,一種將磁強化技術與污水處理技術聯用的新型水污染復合控制技術興起,技術利用磁場對水中污染物的高能破壞作用和對微生物的正向刺激作用達到凈化水質的效果。磁場強化污水處理技術具有應
盡管科學在不停地進步,但是癌癥依然是人類難以攻克的一個疾病,不同的治療辦法也是層出不窮。近年來,隨著微生物研究的大熱,就有科學家把這兩者聯系到了一起,想看看能不能用這小小的不起眼的微生物來解決一直困擾人類的疾病。 腸道微生物與抗癌藥物的相輔相成 在2013年,就有兩個研究同期登上了《科學》雜
無論國籍、種族,幾乎所有人都“談癌色變”。盡管某些癌癥已經不再是“不治之癥”,但畢竟是少數。根據2018年2月國家癌癥中心發布的最新一期全國癌癥統計數據,我國平均每天超過1萬人被確診為癌癥,每分鐘就有7個人被確診為癌癥。其中,肺癌和乳腺癌分別位居男女性發病的首位。 攻克癌癥長久以來都是科學家
美國 遺傳學研究深入揭示、利用基因機制;細胞研究讓多種細胞互換“身份”;再生醫學造出多種器官組織。 田學科 (本報駐美國記者)在遺傳學研究領域,杜克大學模仿人體細胞內復雜的基因調控過程,模擬出多種蛋白質如何通過復雜相互作用調控一個基因。 斯坦福大學設計出一種由DNA和RNA制成的生物晶體管——
低溫電子斷層掃描方法的成功應用 Wah Chiu及同事報告了利用ZPC低溫電子斷層掃描方法研究細胞過程而無須進行標記或切片的首次應用。他們用這一方法觀察了“噬藍藻體”Syn5在其宿主細胞內的成熟過程,識別出了亞細胞腔室和不同的Syn5組合中間體。 造血干細胞的細胞龕得到定性
地球上絕大多數物種是單細胞生物。它們大多隱居在這個星球不為人知的角落里,籍籍無名。但生命是如此的奇妙,總會有一些看似簡單的生物,向我們展示著它們無與倫比的能力,一種生命的力量。有的微生物十分強壯;有的微生物能夠一睡萬年;有的微生物則可在極端環境中茁壯成長,盡管其他大多數生命在這種環境下會剎那間凋
動物地磁導航一直是生物地磁學交叉研究的熱點問題。動物地磁導航機理的研究不僅能夠揭示現代地球磁場是如何影響動物的,而且有助于研究古地磁場與古生物進化之間的聯系;同時為將來仿生研制可用于人類社會和軍事活動的精確定位和導航儀器提供重要的理論基礎。當前,生物地磁學研究的主要科學問題包括,
據美國《大眾科學》網站報道,美國宇航局的一個科學家小組近日通過最新研究數據初步證明,火星上曾經存在生命。科學家們甚至還聲稱,火星生命可能曾經登陸過地球,它們不一定是火星人,但至少是一種古微生物形態。美國宇航局總部計劃在近日內正式宣布這一重大發現。 “阿倫-希爾斯”火星隕石 美國宇航局
近日有消息表明,人類對抗癌癥的手段將迎來全新的發展階段,科學家正在致力于將納米材料和通信與傳感技術應用到癌癥的微創治療技術當中。植入人體的納米傳感器能夠對癌細胞進行識別和定位,進而將診斷信息通過納米網絡及時發送給醫護人員,實現對疾病的早期診斷和預防;通過納米網絡也能控制植入人體內的智能藥物容器,
哈佛大學研究人員將一本大約有 5.34 萬個單詞的書籍編碼進不到億萬分之一克的 DNA 微芯片,然后成功利用 DNA 測序來閱讀這本書。 這是迄今為止人類使用 DNA 遺傳物質儲存數據量最大的一次實驗。 “今后,拇指大小的設備就能存下整個互聯網的信息。”該項目的首席研究員、哈佛大學遺