纳米细菌研究的现状和展望

纳米细菌是1988年芬兰科学家CIFTCIOGLU等[1]进行哺乳动物细胞培养时,在胎牛血清中发现一种原核微生物。后来KAJANDER将其命名为Nanobacteria,译名为纳米细菌(NB),并申请专利。纳米细菌广泛存在于自然界的矿物质中和生物体内,正常人血清中存在纳米细菌。并且它能感染人类、牛、鹿和其它哺乳动物,是一种人畜共患的致病原[2]。     

利用异化金属还原菌构建含糖微生物燃料电池

环境中的一些微生物通过还原金属氧化物进行无氧呼吸,而石墨电极与金属氧化物相似,也可以作为这类微生物呼吸作用的最终电子受体,利用这类微生物构建微生物燃料电池,以糖类物质为燃料,对电池产电情况、产电原理进行研究。实验结果表明,以Rhodoferaxferrireducens为产电微生物,在外接电阻510Ω条件下,以葡萄糖为燃料,常温下产生的电流密度达158mAm2(平台电压为0.46V,电极有效接触表面积为57cm2),且循环性能良好。更换燃料为其它糖,发现微生物可以利用多种糖进行产电;通过SEM观察发现大量微生物吸附在石墨电极上,用Bradford法对运行20d后电池的细胞量进行定量,测得悬浮细胞蛋白浓度为140mgL,吸附在电极上的生物量为1180mgm2。通过数据采集分析和细菌还原实验,发现吸附在电极上的微生物对电压的产生贡献最大,具有电化学和生物学活性;悬浮细胞对产电贡献很小,不具有电化学和生物学活性。     

银与光所产生的协同效应的微生物灭活机理及其家电产品中的应用

研究发现在使用紫外线(UV-A, 395 nm)进行照射时, 银溶液对微生物的灭活作用得到增强, 特别是对真核微生物的灭活作用得到显著增强。为解明这种银与光所产生的协同效应的微生物灭活机理, 使用电子自旋共振仪(Electron spin resonance, ESR)对溶液进行检测, 并采用扫描电子显微镜(SEM)以及测定线粒体酶活性等方法, 从微生物形态学及生理学特性方面对真核微生物细胞进行分析, 推测出了其作用机理。分析认为, 在光照下氧化银(Ag2O)被激活并与水分子发生反应产生羟基自由基(·OH)。羟基自由基破坏真核微生物的细胞壁, 失活其细胞内线粒体酶活性, 从而引起真核微生物细胞死灭。在实验中, 作为原核微生物的代表使用金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus), 作为真核微生物的代表使用了白色念珠菌(Candida albicans)和须癣毛癣菌(Trichophyton Mentagrophytes), 并对各种类进行了检测对比。本文还阐述了把这项微生物增殖抑制技术具体应用于洗衣机的具体结果, 并进行了讨论。     

银与光所产生的协同效应的微生物灭活机理及其家电产品中的应用

研究发现在使用紫外线(UV-A, 395 nm)进行照射时, 银溶液对微生物的灭活作用得到增强, 特别是对真核微生物的灭活作用得到显著增强。为解明这种银与光所产生的协同效应的微生物灭活机理, 使用电子自旋共振仪(Electron spin resonance, ESR)对溶液进行检测, 并采用扫描电子显微镜(SEM)以及测定线粒体酶活性等方法, 从微生物形态学及生理学特性方面对真核微生物细胞进行分析, 推测出了其作用机理。分析认为, 在光照下氧化银(Ag2O)被激活并与水分子发生反应产生羟基自由基(·OH)。羟基自由基破坏真核微生物的细胞壁, 失活其细胞内线粒体酶活性, 从而引起真核微生物细胞死灭。在实验中, 作为原核微生物的代表使用金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus), 作为真核微生物的代表使用了白色念珠菌(Candida albicans)和须癣毛癣菌(Trichophyton Mentagrophytes), 并对各种类进行了检测对比。本文还阐述了把这项微生物增殖抑制技术具体应用于洗衣机的具体结果, 并进行了讨论。     

细胞寿命在大肠杆菌细胞工厂构建中的应用

微生物细胞工厂以可再生资源为原料,为工业化学品的可持续生产提供了一种有前景的替代方案.然而,不适的外界环境显著影响了微生物细胞的存活率,降低了微生物细胞工厂的生产性能.通过延长微生物细胞的时序寿命,可以显著提升微生物细胞工厂的生产性能.首先,基于存活率的变化建立了细胞时序寿命和半时序寿命的评价体系;然后,发现半胱氨酸、...     

利用改进的荧光染色法对宫颈涂片脱落细胞学诊断的探讨

吖啶橙（ａｃｒｉｄｉｎｅｏｒａｎｇｅ,简称ＡＯ）荧光染色法能显示细胞和病原微生物的形态结构及微生物的大小和分布,又能观察细胞内两种核酸（ＤＮＡ和ＲＮＡ）的含量变化,从而可以清楚地了解细胞的增生状态。根据细胞的形态学和细胞化学两方面的变化进行脱落细胞学观察,有利于较早期地发现癌细胞。本文应甩改进的ＡＯ荧光染色法对２０Ｄ００例宫颈涂片进行了脱落细胞学诊断,并对天津市各种妇科疾病所占的百分率进行了统计。该染色法染色结果稳定可靠、速度快、图象鲜明。     

血液杆菌Haem atobacter sp.细胞脂肪酸测定的影响因素

应用美国MIDI公司Sherlock MIS系统检测一株归属于血液杆菌属的新菌种Haematobacter sp.HNMC11807的细胞脂肪酸组成,探讨不同培养方法和条件对其细胞脂肪酸组成的影响。采用不同培养条件培养微生物细胞,即不同的培养基组成、固液类型和培养时间;分析比较细胞脂肪酸检测结果存在的差异。同时对比分析仪器专用的两种检测体系,即常规标准和快速标准体系,对样品脂肪酸测定结果的影响。结果发现,细胞脂肪酸组成与其培养条件密切相关,且差异显著。因此,在应用该系统做微生物分类鉴定时,必需严格遵守特定的、统一的培养条件平行进行。     

CRISPR/Cas9技术在工业微生物中的应用

近年来,通过基因编辑技术对工业微生物底盘细胞改造从而获得的优良细胞工厂,促进了农业、医学、环境、能源等领域的可持续发展,提高了人民的生活水平。微生物底盘细胞的改造离不开基因编辑,作为现阶段主要的基因编辑技术,规律间隔成簇短回文重复序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR）/Cas9系统自被发现以来,依靠其低成本、高效率等编辑优点,被广泛用于工业微生物底盘细胞的改造。本文主要简述了以CRISPR/Cas9为基础而衍伸出的各种基因编辑技术,提出了常用的工业微生物对应底盘细胞的改造策略,以期为研究者在进行微生物底盘细胞改造时选择出合适的基因编辑方法。最后指出了CRISPR基因编辑技术面临的PAM位点的依赖性、脱靶效应和应用广泛性等问题。     

微生物细胞表面呈现技术研究进展

微生物细胞表面工程是近年来发展起来的,它利用细胞表面展示技术使外源蛋白固定化于细胞表面,从而生产微生物细胞表面蛋白。微生物细胞表面工程可用于细胞催化剂、细胞吸附剂、活疫苗、生物传感器的开发等。微生物细胞表面工程具有广阔的应用前景,但是国内对这一领域的研究刚起步。在介绍细胞表面工程的基础上,对微生物细胞表面工程技术进展进行了综述,展望了对该技术的发展。     

研发动态

<正>中科院微生物所发现新型人冠状病毒感染机制中科院微生物所高福课题组对2012年在中东发现的高致病性新型冠状病毒MERS-CoV进行了研究,发现人CD26分子(又称二肽基肽酶4)是MERS-CoV在细胞表面的受体,从而揭示了该病毒对人的感染机制,相关研究成果发表在最新出版的Nature上。     

单细胞尺度下的微生物学研究:意义与方法

最近研究表明,即便是处于同一种群中的微生物细胞,在基因转录和翻译、蛋白活性、以及代谢物丰度等多个水平都可能存在显著差异,说明微生物细胞间存在着多个层次上的异质性;同时,传统微生物学研究方法需要将所研究的微生物对象在实验室实现再次培养,然后对纯培养的微生物种群进行研究,这样往往造成实验室的研究结果无法真实地反映微生物细胞在自然界中的原始状态,急需发展新的原位研究手段;此外,自然界中的微生物目前只有极少部分可以在实验室中进行培养,仍有大量微生物无法通过传统方法进行发掘和研究。单细胞尺度微生物学为解决这些微生物学研究中的重要挑战提供了一种新的策略和技术思路,有望帮助我们更为直观、深入地了解每个细胞内部的状态,以及其在自然界的生理生态功能。本文对单细胞尺度微生物学研究的意义以及当前单细胞尺度微生物学的研究方法,特别是新兴的微生物单细胞组学方法进行了介绍。     

微生物细胞表面工程研究进展*

微生物细胞表面工程是近年来发展起来的,它利用细胞表面展示技术使外源蛋白固定化于细胞表面,从而生产微生物细胞表面蛋白。微生物细胞表面工程可用于细胞催化剂、细胞吸附剂、活疫苗、生物传感器的开发等。微生物细胞表面工程具有广阔的应用前景,但是国内对这一领域的研究尚刚起步。在介绍了细胞表面工程的基础上,对微生物细胞表面工程技术进展进行了综述,并对该技术的发展给予展望。     

烃的微生物摄取机制研究进展*

综述了近期在烃的微生物摄取机制方面的研究进展。对提高环境生物整治效果而言,微生物对非水溶性底物,尤其是烃的摄取机制是重要的课题。随着理论认识的深入和研究手段的丰富,在该领域已有了更多发现和结论。介绍了表面活性剂对烃摄取的影响,细胞表面性质的调整和烃的跨膜输送等方面的近期研究结果;同时,提供了细胞亚微结构分析,细胞趋化性等相关证据,指出了在该领域尚待解决的问题。     

烃的微生物摄取机制研究进展

综述了近期在烃的微生物摄取机制方面的研究进展。对提高环境生物整治效果而言,微生物对非水溶性底物,尤其是烃的摄取机制是重要的课题。随着理论认识的深入和研究手段的丰富,在该领域已有了更多发现和结论。介绍了表面活性剂对烃摄取的影响,细胞表面性质的调整和烃的跨膜输送等方面的近期研究结果;同时,提供了细胞亚微结构分析,细胞趋化性等相关证据,指出了在该领域尚待解决的问题。     

繁茂膜海绵细胞内微生物多样性的研究

采用海绵组织离散、细胞分离的方法,对繁茂膜海绵细胞进行纯化、胞内微生物DNA提取,构建了繁茂膜海绵细胞内微生物的16SrDNA克隆,对其遗传多样性进行了分析,发现海绵细胞内微生物16SrDNA序列主要归类于紫硫细菌门(Proteobacteria)中的α-亚门、γ-亚门和浮霉菌门(Planctomycetes)等类群。与研磨直接提取海绵组织DNA所得海绵组织中总微生物多样性相比,海绵细胞内存在丰富的浮霉菌(23%),说明浮霉菌主要存在于海绵细胞胞内。     

PLoS ONE:肠道微生物或影响机体的生理学表现

正发表在国际杂志PLoS ONE上的一篇研究报告中,来自英国埃克塞特大学医学院等机构的研究人员通过研究揭示了机体肠道中数以万亿计的微生物群体的复杂性以及肠道微生物菌群同机体之间相互作用的机理。文章中研究者对一种名为TLR2的蛋白质进行了深入研究,TLR2是机体肠道中微生物群落的关键检测器,其能够调节机体血清素的水平,血清素是一种能够将信息携带到大脑中的神经递质,其在肠道中也存在,而且还能够调节肠道的行为。研究者利用培养的细胞进行研究,在小鼠机体中证实了研究结果,结果发现,肠道微生物能够通过调节血清素转运蛋白的活性来干扰机体的     

刊首语

正自微生物被发现以来,人们一直认为其是以单细胞个体孤独地存在于环境中,直到1970年,Nealson等首次报道环境中费氏弧菌(Vibrio fisheri)的发光现象与菌体密度有关。1994年,Fuqua等首次提出群体感应(QS)这一概念。大量的研究结果证实,微生物通过群体感应机制进行"细胞对细胞的交流",很多重要的生     

细菌的有机溶剂耐受机制

有机溶剂有严重破坏微生物正常生理功能的毒害作用,但是研究工作者发现有些细菌能够在较高有机溶剂浓度下依赖独特的耐受机制得以生存,这种机制的发现大大鼓舞了工业菌尤其是溶剂生产菌和毒性有机物降解菌的工业适应性改造研究。以下概述了有机溶剂对细胞毒性作用机制,并在根据参数logP衡量不同溶剂对细胞的毒性程度的基础上,重点总结了溶剂耐受菌耐受有机溶剂的机制,即膜上顺反异构、增加饱和脂肪酸的比率、改变极性头部、外膜的生理变化、细胞的形态变化、胞内溶剂的降解和泵出等,结合本课题组在筛选溶剂耐受菌株和提高现有菌株溶剂耐受性研究方面的经验,希望对重要工业微生物溶剂耐受相关的生理功能进行更深入地研究,提高微生物的工业适应性。     

群体感应与微生物耐药性

微生物耐药性已成为全球关注的严重问题,其演化机制和调控机理也已成为研究热点。近年来的研究发现,一些微生物耐药性机制受到群体感应系统的调控。群体感应是一种在微生物界广泛存在并与菌体密度关联的细胞-细胞间的通讯系统。高密度的菌落群体能够产生足够数量的小分子信号,激活下游包括致病毒力和耐药性机制在内的多种细胞进程,耐受抗生素并且危害寄主。本文结合国内外最新的研究进展,对微生物群体感应系统的研究现状进行了概括性介绍,重点阐述了群体感应系统对微生物耐药性机制的调控作用,如微生物生物被膜形成和药物外排泵调控等方面的作用,并探讨了利用群体淬灭控制微生物耐药性的新策略。     

微生物细胞ATP释放条件研究

在ATP生物发光法微生物细胞ATP释放剂的筛选研究中,发现采用环糊精等环状化合物可以解除表面活性剂类细胞ATP释放剂对发光反应系统的抑制作用,其中,7．5g／L环糊精CD（a）能中和1．5g／L的表面活性剂Ec和Es、Et,可以完全排除Ec、Es、Et对发光反应的抑制作用。通过比较各种细胞ATP释放剂释放ATP效果,筛选、组合出以表面活性剂Ec为代表的微生物细胞ATP释放剂;通过优化实验,发现用0．25～0．50g／L的Ec处理菌液1～2min时,细胞ATP的释放效果最好,从而建立了室温条件下简便、快速的微生物细胞ATP释放方法和ATP释放剂对发光反应系统抑制的消除方法。