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地质地球所发现合成胶黄铁矿磁小体的趋磁细菌

趋磁细菌是一类能够沿着地磁场磁力线方向运动的微生物,在细胞基因严格调控下矿化合成纳米级(几十到上百纳米)、尺寸均一、化学纯度高、链状排列的磁铁矿(Fe3O4)或胶黄铁矿(Fe3S4)磁小体,是生物地磁学与生物矿化研究的模式微生物。趋磁细菌广泛分布在湖泊、海洋和泻湖等环境中,磁小体不仅是沉积物中磁信号的载体,而且在自然界的铁、硫、碳、氮等元素地球化学循环中起着重要作用。前人的工作表明,淡水环境中发现的趋磁细菌基本上都是合成磁铁矿磁小体,极少见合成胶黄铁矿磁小体。目前已发现的胶黄铁矿磁小体仅由一些δ-变形菌纲趋磁细菌合成,但这类细菌仅发现在海洋和泄湖等咸水环境。 中科院地质与地球物理研究所古地磁与年代学实验室、中-法生物矿化与纳米结构联合实验室博士研究生王寅炤和导师潘永信研究员等,在西安护城河表层沉积物中发现种类多样的趋磁细菌,这些微生物主要生活在化学梯度变化较大的水-沉积物界面(图1)。基于 16S rRNA基因......阅读全文

地质地球所趋磁细菌生物控制矿化机理研究取得新进展

  铁元素是地壳中含量第四的元素,它不仅是生物所必须的微量元素之一,而且还可以影响海洋和陆地系统的地球化学性质,对于维护地球生态系统的稳定具有重要贡献。近年来,越来越多的研究表明微生物是调控全球铁元素地球化学循环的重要驱动力之一。其中,在体内矿化合成铁磁性矿物磁小体的趋磁细菌是一类重要的铁细菌功能群

地质地球所研究发现古老趋磁细菌新类群

  北京密云水库中新发现的两类硝化螺旋菌门趋磁细菌的荧光原位杂交(A至I)与透射电子显微镜照片(J和K)   趋磁细菌是一类能够在细胞内合成纳米磁体矿或胶黄铁矿磁小体的原核微生物,目前已发现的趋磁细菌在系统发育上均属于变形菌门 (Proteobacteria)与硝化螺旋菌门(Nitro

地质地球所成功分离培养趋磁螺菌XM-1

  趋磁细菌是细胞内基因控制合成生物膜包被、纳米尺寸、单磁畴磁铁矿(或胶黄铁矿)颗粒的微生物。细胞内产生的磁性纳米颗粒称为磁小体,它们在细胞内一般呈链状排列,使细菌可以感受地磁场而沿地磁场磁力线游弋。因此,趋磁细菌被认为是生物地磁学和生物矿化作用研究的模式微生物。例如,在沉积物中保存的化石磁小体对于

生长温度与趋磁细菌数量和种群关系研究进展

  古温度是古环境重建的重要参数。已有研究表明,全球变暖对高等动植物的多样性具有显著影响,但是,温度变化对微生物有何影响目前尚不十分清楚。微生物分布广、数量大、多样性高,在全球元素循环和生态系统功能维持等方面发挥十分重要的作用,能否用微生物变化反映环境温度是一个非常值得研究的科学问题。   趋磁细

我国科研人员提出微生物趋磁性古老单起源新模型

  中科院地质地球所地球与行星物理重点实验室生物地磁学研究团队研究员林巍、潘永信等,联合澳大利亚国立大学和美国内华达大学拉斯维加斯分校的合作者,开展了迄今规模最大、跨越南北半球的趋磁细菌多样性和宏基因组研究。相关研究成果近日发表在《国际微生物生态学会会刊》。该研究受国家自然科学基金创新研究群体、中科

揭示细菌成因纳米磁铁矿颗粒能记录地磁场信号

  沉积剩磁是获取古地磁场信息的主要来源,连续沉积序列的沉积剩磁记录可反映地磁场随时间变化,如极性倒转过程、地磁漂移事件和相对古强度变化等信息,也是建立高分辨率地磁极性柱(可用于沉积盆地定年和地层对比等)的基础。沉积物中磁性矿物本身及其变化也携带了较为丰富的古环境和古气候信息。因此,湖泊、海洋和风成

记朱日祥院士团队:用地磁场破解迷阵

  从百度搜索“朱日祥”三个字,人们即能了解到,他从事古地磁学研究。古地磁研究与人们现实生活的距离可谓相当遥远。其关注点在地下数千公里处,其时间在几百年到几十亿年间。它解释的内容与大陆漂移学说相关,阐述着地球的变迁。这样的话语若要与人们的生活发生关联,难以想象。然而,10多年前,朱日祥就开始琢磨:把

国家基金委八大学部公布“优先发展领域及主要研究方向”

  “十三五”期间,通过支持我国优势学科和交叉学科的重要前沿方向,以及从国家重大需求中凝练可望取得重大原始创新的研究方向,进一步提升我国主要学科的国际地位,提高科学技术满足国家重大需求的能力。各科学部遴选优先发展领域及其主要研究方向的原则是:  (1)在重大前沿领域突出学科交叉,注重多学科协同攻关,

趋磁细菌磁小体链磁各向异性及岩石磁学等指示意义被揭示

  趋磁细菌是迄今确证唯一能执行生物控制矿化和利用地磁场的原核微生物,它们能沿地磁场定向游弋,在细胞内合成链状排列、单磁畴(SD)磁铁矿(Fe3O4)或胶黄铁矿(Fe3S4)晶体颗粒(磁小体)。研究现代趋磁细菌对认识生物矿化和生物地磁响应的演化历史和发生机制具有重要科学意义;识别古老沉积物或岩石中趋

地质地球所提出生物感磁起源新认识

  地磁场包裹近地空间,保护地球的大气圈、水圈和生物圈,维系地球宜居环境。地磁场的出现至少始于太古代,甚至在冥古宙就可能起源。在漫长的演化中,许多生物拥有了感应地磁场以及利用地磁场进行定向和导航的能力。越来越多的研究发现,生物感磁行为在现代生物圈中广泛存在,相关研究已成为地学、生物学、物理学、化学等

微生物矿化和感磁运动起源于太古代

  近日,中科院地质地球所研究人员与国内外科学家合作,利用谱系年代学分析方法,揭示趋磁细菌起源于距今30亿年前的中太古代,早于地球大氧化事件,是地球上最早出现的既能感应磁场又能进行矿化的生物类群。相关成果于2月28日发表于《美国国家科学院院刊》。  地球在太古代是否具有地核发电机一直是地球内部结构和

第二届趋磁细菌与生物矿化国际研讨会在京召开

  9月1日至4日,第二届趋磁细菌与生物矿化国际研讨会(The 2nd International Symposium on Magnetotactic Bacteria and Biomineralization)在北京中国科学院地质与地球物理研究所召开。  与生命科学的交叉已经成

中国学者PNAS文章:生物感磁研究新进展

  在国家自然科学基金项目(项目编号:41330104,41621004,41374074)等资助下,中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理重点实验室、中-法生物矿化与纳米结构联合实验室生物地磁学研究团队林巍副研究员、潘永信研究员等与合作者在微生物矿化和生物感磁的起源研究中取得重要进展。研究成

利用磁场进行污水处理

目前,污水处理行业发展迅速,各种污水处理技术百花争艳,尤其在农村污水处理领域,越来越多的新技术与组合工艺投入到项目当中。近年来,一种将磁强化技术与污水处理技术联用的新型水污染复合控制技术兴起,技术利用磁场对水中污染物的高能破坏作用和对微生物的正向刺激作用达到净化水质的效果。磁场强化污水处理技术具有应

2013年世界科技发展回顾 生物医学领域收获颇丰

美国  遗传学研究深入揭示、利用基因机制;细胞研究让多种细胞互换“身份”;再生医学造出多种器官组织。  田学科 (本报驻美国记者)在遗传学研究领域,杜克大学模仿人体细胞内复杂的基因调控过程,模拟出多种蛋白质如何通过复杂相互作用调控一个基因。  斯坦福大学设计出一种由DNA和RNA制成的生物晶体管——

用微生物做癌症杀手,这些研究让人大开眼界

  尽管科学在不停地进步,但是癌症依然是人类难以攻克的一个疾病,不同的治疗办法也是层出不穷。近年来,随着微生物研究的大热,就有科学家把这两者联系到了一起,想看看能不能用这小小的不起眼的微生物来解决一直困扰人类的疾病。  肠道微生物与抗癌药物的相辅相成  在2013年,就有两个研究同期登上了《科学》杂

10月31日《自然》杂志精选

  低温电子断层扫描方法的成功应用   Wah Chiu及同事报告了利用ZPC低温电子断层扫描方法研究细胞过程而无须进行标记或切片的首次应用。他们用这一方法观察了“噬蓝藻体”Syn5在其宿主细胞内的成熟过程,识别出了亚细胞腔室和不同的Syn5组合中间体。   造血干细胞的细胞龛得到定性  

流式在微生物中的应用——细菌检测

在国外,流式细胞术(Flow cytometry, FCM)已在细菌常规工作中得到广泛的应用[1],而在国内起步较晚。目前已经在实验室研究、工业生产、临床诊断、环境评估等领域的细菌快速检测有所应用。FCM在实验室研究中的细菌检测应用细菌研究中常需要是菌体计数,常规计数方法是平板法

南方周末:“食砷”细菌颠覆了什么

西蒙博士从莫诺湖湖底的沉积物中分离到了食砷细菌。在不含磷的培养基上生长的GFAJ-1(左图),形态要明显较对照组(右图)大。  砷元素能够替代生命“必需元素”———磷元素,这一发现在科学上还属首次。但是有科学家指出,这只是“微生物对于有毒物质的一种反应”。它仅仅是极端微生物对恶劣环境

2011年国家杰青基金建议资助名单公布

共199人;异议期15日   根据《国家杰出青年科学基金项目管理办法》的有关规定,现将2011年度国家杰出青年科学基金建议资助项目申请人名单予以公布。   建议资助项目申请人有违反《国家自然科学基金条例》、《国家杰出青年科学基金项目管理办法》或其他学术不端行为的,任何单位和个人均可在1

2016全球最受公众关注的科学成果

  中国科学院科技战略咨询研究院战略情报研究所研制的“2016全球最受公众关注的科学成果”,通过计量统计遴选出天文学与天体物理[1]、物理学、化学、地球科学、生命科学这五个学科中受到科技界热切关注的科学成果,及中国研究者参与的每个学科TOP30受公众关注的科学成果,为科技工作者把握最新的科学研究热点

年终盘点:2016年国内不容错过的重磅生物研究

  时间总是过得很快,2016年马上就要过去了,迎接我们的将是崭新的2017年,2016年,我国有很多优秀科研机构的科学家们都做出了意义重大、影响深远的研究成果,发表在国际顶级期刊上。本文中小编盘点了2016年我国科学家发表的一些重磅级研究,以饕读者。   --结构生物学 --  1.清华大学 施一

古菌:无所不在 活出极限

  22日返回广州的“实验3”号科考船圆满完成中巴首次联合科考任务,两国科学家对莫克兰海沟开展了地质、生物与微生物等综合考察。图为神秘美丽的莫克兰海沟海景“实验3”号科考期间,科学家在莫克兰海沟目标海域首次获得第一手生物样品。  经过12230海里的航行,中国科学院南海海洋研究所“实验3”号科考船圆

纳米二次离子质谱技术在 微生物生态学研究中的应用

纳米二次离子质谱技术(NanoSIMS)在 微生物生态学研究中的应用氮(N)、碳(C)、硫(S)等生命元素的生物地球化学循环过程主要由微生物所驱动。 耦合分析自然环境中 微生物遗传多样性与其代谢多样性是当今微生物生态学研究的难点和热点。 自然环境中的微生物多样性极 为丰富,每吨土壤中的微生物类

趋磁细菌合成磁小体机制揭开 独特蛋白折叠磁铬

  一支由法国原子能及可替代能源署(CEA)领导、法国国家科研中心(CNRS)参与研究的国际团队通力合作,揭示了趋磁细菌体内一种名为MamP的蛋白质主导合成磁小体的机制及其结构特征。该研究使得人们对“生物矿化”有了进一步的理解,同时也为生物纳米磁体在医学和污水处理等方面的广泛应用提供了新机遇。相关研

水质与水质分析仪之水质指标篇

可以从四个维度来分析人们获取水质指标数据的目的:1.了解杂质浓度;2.预测水质变化;3.控制和优化水处理工艺;4.评估水质安全。目的清楚了,接下来让我们看看目前具体有哪些水质指标:物理指标、成分指标、 评估性综合指标、水质转化潜能指标、工艺指标、替代指标。按照维基百科的定义, “水质是指水的化学、物

重磅:2018年国家优青获得者出炉!

139江南大学 食品微波加工技术基础 范大明130140江苏大学 分子印迹选择性分离 潘建明130141江苏师范大学 随机偏微分方程理论 刘伟130142江西财经大学 多媒体内容分析与质量评价 方玉明130143兰州大学

细菌学诊断新技术

 随着现代科学技术的不断发展,特别是免疫学、生物化学、分子生物学的不断发展,新的细菌诊断技术和方法已广泛用于食品微生物的鉴别。传统的细菌分离、培养及生化反应,已远远不能满足对各种病原微生物的诊断以及流行病学的研究。近年来国内外学者不断努力,已创建不少快速、简便、特异、敏感、低耗且适用的细菌学诊断方法

常见发光免疫分析技术的比较

免疫学技术的迅速发展对精度的要求越来越高,一般的酶免检测技术已逐渐无法适应这种形势的需要。现今发展的主流已不再是用放射性同位素标记的测定方法(避免污染环境及对人体损害),而是转向于能在任何地方操作的快速均相和固相测定,最终趋向于能够检测到皮克或10负18摩尔级的、非同位素的、自动或半自动的实验室测定

常见发光免疫分析技术的比较

发光免疫分析是一种灵敏度高、特异性强、检测快速及无放射危害的分析技术。70年代末以来得到了迅速发展,目前在国际上已经实现商品化和产业化的发光免疫分析产品,基本上可以分为:化学发光、时间分辨荧光(也称时间延迟光致发光)、电化学发光(也称场致发光和电致发光)几种。   &n