趋磁细菌WD—1的超微结构及批量培养方法

报道了趋磁细菌WD－1的超微结构,菌株WD－1的超薄切片清楚地显示了细胞壁（CW）、细胞膜（CM）、细胞内部的聚β－羟基丁酸（poly-β-hydroxybutyrate）和磁小体（Magnetosomes MS)。建立了菌体和磁小体批量培养和收集的方法,经培养每升培养基可获得135mg干菌体。经SEM能谱分析菌体和磁小都含有Fe、AI、Si、P、S、Ca、Zn等元素组分;菌体和磁小体中铁的含量分别为3．07％和84．57％。     

趋磁螺菌中磁小体链装配相关基因及其功能

趋磁细菌(MTB)依赖于体内磁小体结构在磁场中取向,多个磁小体以一定的组 织形式排列是形成菌体内生物磁罗盘的重要环节．多数趋磁细菌中磁小体成链排列,有效增加了细胞磁偶极矩,从而使菌体表现出在环境磁场中定向的能力．趋磁螺菌M. magneticum AMB－1和M. gryphiswaldense MSR－1中磁小体均沿细胞长轴形成一条磁 小体链．通过对相关基因突变体表型的研究,结合对磁小体链形成过程的实时动态观 察,人们已初步了解MamJ、MamK和MamA等基因在磁小体链装配和维护过程中的功能．本文介绍了近年来趋磁螺菌磁小体链装配过程中重要功能性基因的研究进展,并重点分析了AMB-1和MSR-1中磁小体链装配的差异．     

矿物作用下A.ferrooxidans中磁小体相关基因的差异表达

目的:研究氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f)中与磁小体形成相关的mpsA、magA、thy和mamB基因分别在黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿和闪锌矿的作用下的表达差异,寻找有利于磁小体形成的最佳培养矿物能源。方法:测量以不同硫化矿为能源时的菌体生长特性,用实时定量PCR方法研究与磁小体形成相关基因的表达差异。结果:在以磁黄铁矿为能源时,菌的生长量及多数基因的表达量优于其它三种矿,四个基因相对表达量分别为1.15、2.35、1.32、2.68。结论:磁黄铁矿是A.f中磁小体形成的最佳矿物能源。     

趋磁细菌的磁小体

趋磁细菌是一类对磁场有趋向性反应的细菌,其菌体能吸收外界环境中铁元素并在体内合成包裹有膜的纳米磁性颗粒Fe₃O₄或Fe₃O_{3S4晶体即磁小体。综述了趋磁细菌的磁小体生物矿化的条件,以及趋磁细菌的铁离子吸收、磁小体囊泡的形成、铁离子的转运到磁小体囊泡及囊泡中受控的Fe3O4生物矿化的分子生物学和生物化学等方面的研究进展,重点介绍了趋磁细菌磁小体合成机制的研究进展及未来研究磁小体的发展方向。}     

趋磁细菌AMB-1生物矿化相关蛋白Mms6参与磁小体的合成

【目的】研究趋磁细菌AMB-1生物矿化相关蛋白Mms6与磁小体合成的关系。【方法】在液体静置培养条件和好氧条件下对AMB-1进行培养,分析基因mms6在不同培养条件下转录水平的变化;对基因mms6进行基因敲除,分析突变株的生长和产磁变化。【结果】基因mms6的转录水平随着磁小体的合成逐渐升高;mms6的突变导致菌株在液体静置培养条件下趋磁性降低约50%,但不会影响菌株的生长水平。【结论】基因mms6参与了趋磁细菌AMB-1胞内磁小体的合成。     

趋磁细菌及磁小体在肿瘤治疗中的应用

提高抗肿瘤药物的靶向性是肿瘤治疗、降低药物副作用的重要手段。在肿瘤组织内部由于癌细胞的快速增殖致使其形成低氧区,低氧区会对多种肿瘤治疗方案产生耐受。趋磁细菌 (Magnetotactic bacteria, MTB) 是一类能在细胞内产生外包生物膜、纳米尺寸、单磁畴磁铁矿 (Fe3O4) 或硫铁矿 (Fe3S4) 晶体颗粒-磁小体的微生物的统称。在磁场的作用下,趋磁细菌可凭借鞭毛运动至厌氧区。趋磁细菌在动物体内毒性较低且生物相容性良好,其磁小体与人工合成的磁性纳米材料相比优势显著。文中在介绍趋磁细菌及其磁小体生物学特点、理化性能的基础上,综述了趋磁细菌作为载体偶联药物进入肿瘤内部,并通过感受低氧信号定位于肿瘤低氧区,以及趋磁细菌竞争肿瘤细胞铁源的研究进展,总结了磁小体运载化疗药物、抗体、DNA疫苗靶向结合肿瘤的研究进展,分析了趋磁细菌及磁小体肿瘤治疗中面临的问题,并对趋磁细菌和磁小体在肿瘤治疗中的应用进行了展望。     

趋磁细菌概述及应用进展

趋磁细菌是一类具有趋磁行为的革兰氏阴性茵的统称,其趋磁特性是由于菌体内含有磁小体。磁小体是由膜包被的纳米尺寸单磁畴颗粒,在菌体内多呈链状排列。自被发现以来,趋磁细菌及磁小体已逐步成为新的生物资源被广泛研究于材料学、医学、生物学、物理学、地质学等多个学科领域,并在仿生学、生态学、医学、地质学、工业处理、卫生检验等多个领域得到应用。主要介绍了趋磁细菌的生物特征、研究发展进程,以及近年来在多个学科领域的研究与应用。     

青岛太平湾潮间带趋磁细菌多样性

在青岛太平湾潮间带沉积物中发现了一定量的海洋趋磁细菌,最大丰度可达350个/cm~3。透射电镜观察发现该区域趋磁细菌均为趋磁球菌。磁小体个体形状单一,皆是立方体状;磁小体排列方式多样,以链状排列为主,包括单链、双链与多链,也有少数成簇排列。EDS结果表明,磁小体成分为四氧化三铁。据估算,趋磁细菌的铁元素含量(干重)范围在0.40%—6.91%之间,平均为2.19%。通过16S rRNA基因文库的构建与测序得到了47个趋磁细菌序列,分属13个OTU。系统发育分析结果表明,它们都属于α-变形菌纲,其中9个OTU与已知最相似序列的相似性低于97%,有5个OTU与已知最相似序列的相似性低于93%,可能代表了趋磁细菌的9个新种、5个新属,说明该区域潜在的微生物新种质资源十分可观。     

血管生成抑制素基因工程大肠杆菌的高密度发酵研究

用5L发酵罐研究了E.coli TG1/pBVA2和E.coli TG1/pBVK13的高密度培养工艺,确定了诱导及补料策略,在不降低外源基因表达量的前提下,工程菌TG1/pBVA2高密度发酵菌体干重为16.8g/L,hAGN(K1-4)的表达量为菌体总蛋白的24.1%,相当于1.39 g/L;同样的方法, 工程菌TG1/pBVK13菌体干重可达16g/L, hAGN(K1-3)占菌体总蛋白25.8%,相当于1.45 g/L。     

趋磁螺菌遗传操作体系的建立及磁小体缺失突变株的筛选

由于MagnetospirillumgryphiswaldenseMSR 1缺少简便有效的遗传操作体系和对常见抗生素的抗性 ,致使对该菌磁小体生物合成的机制等研究工作进展缓慢。为此建立了一套比较简便有效的遗传操作体系 ,其中包括 :以平板封膜培养技术获得单菌落、在选择性培养液中进行接合转移遗传因子 ,以液体培养和磁铁吸附技术筛选突变子。利用此体系 ,通过接合转座诱变技术 ,获得了 2个磁小体缺失突变株 ,为研究该菌磁小体合成的分子遗传学提供了技术支撑     

趋磁细菌磁小体研究进展*

趋磁细菌能在细胞内形成由膜包裹的纳米级单畴磁性颗粒——磁小体。磁小体的形成是受生物严格控制的矿化过程,包括铁离子的吸收、转运和结晶成核等。磁小体膜在磁铁矿(Fe3O4)晶体的形成中起着重要的作用。主要介绍近年来关于磁小体形成过程和参与这一过程的蛋白质等方面的一些重要研究进展。     

趋磁性细菌的研究与应用现状

趋磁性细菌是一类能够沿着磁力线运动的特殊细菌 ,其细胞内含有对磁场具有敏感性的磁小体 ,它起了导向的作用。国内外已对其分离培养、菌体特性、基因遗传等方面进行了大量研究 ,并探讨了其在传感技术、临床医药、废水处理等多方面的应用 ,大大推动了人类在生物磁学领域的研究进展。     

趋磁性细菌的研究与应用现状

趋磁性细菌是一类能够沿着磁力线运动的特殊细菌,其细胞内含有对磁场具有敏感性的磁小体,它起了导向的作用。国内外已对其分离培养、菌体特性、基因遗传等方面进行了大量研究,并探讨了其在传感技术、临床医药、废水处理等多方面的应用,大大推动了人类在生物磁学领域的研究进展。     

磁小体对小鼠免疫应答的影响

【目的】研究细菌磁小体对小鼠免疫应答的影响,为磁小体的体内应用提供参考依据。【方法】以卵清白蛋白(OVA)作为抗原分别与弗氏完全佐剂(阳性对照)、磁小体(BMP)悬液、PBS缓冲液(阴性对照)混合免疫小鼠。两周后检测血清中抗OVA特异性抗体及亚型、细胞因子表达水平以及淋巴细胞增殖能力。【结果】与阴性对照(PBS组)相比,BMP组在IL-2、IFN-γ和IL-4、IL-10的表达水平、淋巴细胞增殖能力、特异性抗体的产生没有明显差异。【结论】磁小体对小鼠免疫应答无显著的影响。     

磁小体的生物合成及用于肿瘤靶向治疗的研究进展

趋磁细菌产生的磁小体是生物膜包被的磁性纳米颗粒,具有优良的纳米磁特性;相比化学合成的磁性纳米材料,其生物来源赋予磁小体更好的生物相容性和遗传可操作性.在生物医学领域,除了用于磁热疗进行肿瘤治疗外,最近几年其作为靶向药物载体、可能参与肿瘤微环境调控的性质得到研究者的广泛关注;同时DNA重组技术的发展解决了磁小体的产率低而趋磁细菌难培养的问题.本文综述了磁小体的生物合成及其相关研究进展,并对其应用前景进行了展望.     

趋磁细菌纳米磁小体的培养与分离及其在医学上的应用进展和前景

趋磁细菌是一种对磁场有趋向性反应的细菌,其原因是它们体内能合成一种特殊的细胞器-磁小体;由于磁小体有着大小合适,磁性强,表面易修饰等诸多优点,在诸多领域,尤其是医学领域有广泛的应用和广阔的前景.本文主要就从环境中区分和分离趋磁细菌;对其不同培养条件的优化与选择;从细菌体内提取磁小体并加以纯化;将不同药物偶联于磁小体之上的方法及其在医学上如,制造磁性细胞,磁分离技术,生物传感与检测技术,并将其作为靶向药物的载体,肿瘤治疗,基因治疗等方面的应用现状和前景作简要论述.     

五大连池三池沉积物中趋磁细菌多样性

[目的]探析五大连池三池沉积物中趋磁细菌(Magnetotactic bacteria,MTB)多样性及其同环境因子的关系。[方法]对沉积物的pH、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、硫化物(S)及可溶性总铁(STI)等参数进行测定。采用磁富集和Race-track(R-T)技术收集菌体,运用基于16S rDNA V4区的高通量测序分析沉积物中MTB多样性,通过冗余分析(RDA)解读MTB多样性同环境因子的关系。[结果]沉积物pH为6.89,总氮为0.66 g·kg~(-1),总有机碳含量为7.61%,硫化物含量为1.25μg·g~(-1),可溶性总铁含量为37.5μg·g~(-1)。沉积物中MTB分属于12个门的48个属,包括趋磁螺菌、β-变形菌纲和卵球形磁细菌。RDA分析表明pH对MTB影响极显著。[结论]三池中MTB多样性较丰富,pH是影响MTB群落的重要因素。     

细菌纳米磁小体有望作为靶向药物载体

趋磁细菌细胞内合成的纳米磁小体具有颗粒均匀,晶型稳定的特点,每个磁小体有脂膜包被。提纯的磁小体毒性低,生物相容性好,可作为多种药物和大分子化合物的载体而应用于定向治疗肿瘤。本文介绍了细菌磁小体的结构特点,提出了采用细菌磁小体连接抗癌药物的策略,讨论了建立磁小体载药体系靶向治疗癌症的可能性。     

补料发酵法批量培养磁敏感氧化亚铁硫杆菌

磁敏感氧化亚铁硫杆菌胞内可以生成磁性颗粒,探索其培养条件对趋磁细菌的研究有重要意义。利用补料发酵法,实现了磁敏感氧化亚铁硫杆菌的实验室批量培养。发酵终体积为2L的摇瓶发酵条件下,培养40h后一次补Fe2+(5%),使最高菌体浓度达到2.33×107个/ml,比不补料对照提高了60.69%;同样条件下,补入9K全料则可达到2.47×107个/ml,比不补料对照提高70.34%;原子力显微镜磁扫描结果显示发酵得到的菌体有明显磁性,即胞内含有大量磁性颗粒。     

趋磁细菌多样性与应用研究进展 *

趋磁细菌是一类可以沿磁场方向进行运动的微生物统称,在细胞内合成由生物膜包被、链状排列、纳米级、单磁畴的磁铁矿 (Fe₃O₄) 或胶黄铁矿 (Fe₃S₄) 的磁小体颗粒。趋磁细菌在自然界分布广泛且多样性丰富,不仅在水环境和沉积环境的铁、硫、碳、氮、磷等元素生物地球化学循环中发挥重要作用,而且在污染治理、疾病诊断和治疗等方面有较好的应用。趋磁细菌磁小体由生物膜包被并在细胞调控下合成,是一类新型的生物源磁性纳米材料。相比常规化学合成的磁性纳米颗粒,磁小体具有大小均一、生物相容性高、兼具化学修饰和基因工程修饰功能等特点,在磁性分离、固定化酶、食品检测、环境监测、医学诊断、磁共振成像、磁热疗和靶向治疗等方面具有广阔的应用前景。在介绍趋磁细菌多样性研究的基础上,综述了趋磁细菌和磁小体的制备、修饰及其应用的最新进展,并对未来的研究进行了展望。