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。相关研究成果发表在近日的《自然》杂志网站上。 生物矿化是指由生物体通过生物大分子的调控生成无机矿物的过程。在众多生物矿化现象中,趋磁细菌因其能够合成具有磁性的纳米粒子而备受关注。趋磁细菌是一类厌氧细菌,能够在胞体内合成磁小体(具有磁性的纳米粒子,成分通常为四氧化三铁),在地球磁场的作用下,可凭借磁力向更适宜其生存的贫氧深水区移动。这些磁小体就如同指南针一样纵向排列,为趋磁细菌“导航”。 为了揭示磁小体的合成机制,科研人员在对MamP蛋白质的研究中发现其具有一种独特的蛋白质折叠“磁铬”结构,能够帮助其吸引铁原子。MamP蛋白质能够......阅读全文

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

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

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

地质地球所等揭示趋磁细菌复杂磁性机制

  趋磁细菌(magnetotactic bacteria)是生物控制矿化研究的典范和古地磁学研究的新生长点,它们能够在细胞内合成有生物膜包被的、纳米尺寸、单磁畴磁铁矿晶体颗粒,也称为磁小体(magnetosome)。磁小体在细胞内多成链排列,作为趋磁细菌的“磁场感应器”,促使其沿磁场方向定向游弋,

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

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

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

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(Nitrospira

AEM:趋磁细菌介导的过高热或可有效抑制耐药性细菌感染

  随着金黄色葡萄球菌对抗生素的耐药性越来越强,科学家们迫切需要开发出可以有效杀灭耐药性菌株的新方法,近日一项刊登于国际杂志Applied and Environmental Microbiology上的研究论文中,来自中国科学院的研究人员在啮齿类动物中进行实验,通过利用磁性纳米晶体产生过高热(Hy

生物的趋化现象和趋药性是什么

所谓“趋向性”是指一个细胞对它周围环境的运动反应,它会改变下一步运动的方向和持续时间,细菌通过比较两步不同的环境属性来得到所需要的方向信息,如果这种反应与化学物质的浓度(可以是引诱剂或驱除剂)有关,就叫做趋药性。

利用蛋白质定向趋异进化策略在羟基酪醇生物合成

  在自然界中,具有混杂催化功能的蛋白质在自然选择的压力下能够趋异进化为活性更高或功能更专一的不同蛋白质。将趋异进化概念应用到蛋白质的定向进化工程改造中,能够将天然蛋白改造成为底物专一性各不相同的多种蛋白。定向趋异进化即是在定向进化和趋异进化理论上建立的一种重新设计酶的催化功能的蛋白质工程学方法。 

利用蛋白质定向趋异进化策略在羟基酪醇生物合成

  在自然界中,具有混杂催化功能的蛋白质在自然选择的压力下能够趋异进化为活性更高或功能更专一的不同蛋白质。将趋异进化概念应用到蛋白质的定向进化工程改造中,能够将天然蛋白改造成为底物专一性各不相同的多种蛋白。定向趋异进化即是在定向进化和趋异进化理论上建立的一种重新设计酶的催化功能的蛋白质工程学方法。 

生物的趋化性是什么

趋化性 chemotaxis  即由介质中化学物质的浓度差异形成的刺激所引起的趋向性,称趋化性。例如,细菌对肉汁呈正的趋化性,如将肉汁变为酸性则呈负的趋化性。尤其是大肠菌,其对单糖和氨基酸等是呈正的趋化性,对醋酸、吲哚、苯甲酸等便呈负的趋化性。关于这种现象的机制,根据用突然变异菌株所作的研究证明,是

利用地磁场上下穿梭驱动有氧无氧界面物质和能量循环

  研究发现趋磁细菌可能是一类重要的微生物功能群,它们利用地磁场的定向作用,在有氧-无氧界面(OAI)中上下穿梭,将OAI上部有氧或微氧与其下部的厌氧环境联动起来,进而驱动碳、氮、硫和铁等在地球水生环境的无氧与有氧环境中的元素循环。  有氧-无氧界面(OAI)是地球有氧与无氧环境之间的过渡带。在地球

海洋所等研究发现一种新的海洋多细胞趋磁原核生物

  日前,中科院海洋研究所肖天研究员课题组与法国科学院吴龙飞教授课题组合作开展了海洋趋磁微生物多样性及系统进化研究。研究人员在我国黄海潮间带沉积物中发现一种新的多细胞趋磁原核生物——菠萝型多细胞趋磁原核生物(pineapple-like MMPs)。  科研人员通过对该多细

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

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

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

地质地球所成功分离培养趋磁螺菌XM1

  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

磁场助力-抗肿瘤药物实现定向快速“穿透”

在现代医学中,将药物装载到磁性纳米颗粒上,利用外部磁场的导向性使其“快递”至肿瘤,已成为一种重要且安全的肿瘤药物治疗新策略。近日,中国科学院合肥物质科学研究院(以下简称中科院合肥研究院)强磁场科学中心研究员王俊峰课题组,在研究自然界趋磁细菌生物矿化机制的基础上,仿生合成具有高效磁靶向及肿瘤组织穿透性

微生物所细菌对芳环类污染物趋化性机制研究获进展

  细菌的趋化性是指细菌可以感应环境中的化学梯度(例如某些物质的浓度),并通过控制鞭毛等运动器官的运动,实现对这些化合物的靠近或者远离的行为。细菌趋化性能够帮助它们自己适应快速变化的环境,获得有限的营养并在生态系统中占据有利生境。目前有研究表明,趋化性在细菌致病、生物膜、以及共生体(比如根瘤)形成中

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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

磁小体的生物合成及用于肿瘤靶向治疗的研究进展

    趋磁细菌(Magnetotactic bacteria,MTB)是一大类能沿着地磁场方向进行趋磁运动的细菌的总称,不具有系统分类学上的意义。 这类细菌的特殊性在于能产生一种原核生物细胞器-磁小体(magnetosome)(具有 Fe3O4 纳米磁核)。 这类生物来源的磁纳米结构不仅纯度高、磁

细菌可将蛋白质合成为性能更优异的生物蛛丝

  在科学研究领域,仿生相对属于一种创新的捷径。但与天然的蛛丝相比,实验室合成的效果普遍不太理想。好消息是,华盛顿大学圣路易斯分校的研究人员,刚刚找到了新的方法 —— 借助细菌的力量,将大号的蛋白质,转变为多项关键性能不逊于天然产物的合成蛛丝。已知的是,蛛丝比在强度媲美钢铁的同时、韧性又优于凯夫拉(

生物磁珠分离介绍

生物磁珠分离:化学发光产品生产中可能被忽视的重要一环

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

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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用范围

细菌趋化系统与鞭毛的共进化机制研究获进展

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/12/491037.shtm 近日,中国科学院南海海洋研究所研究员高贝乐团队在细菌趋化系统与鞭毛的共进化机制研究中取得新进展。相关成果在线发表于《公共科学图书馆:遗传学》(PLOS Genetics)。

细菌趋化系统响应不同氧气浓度的调控机制获揭示

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/12/491035.shtm 近日,中国科学院南海海洋研究所研究员高贝乐团队研究揭示细菌趋化系统响应不同氧气浓度的调控机制。他们在空肠弯曲菌中发现了一个新型趋化蛋白CheO,该蛋白在微氧环境下能调节鞭毛马达