细菌磁的生物技术开发和利用

细菌磁的生物技术开发和利用任修海（上海大学生物工程系,上海２０１８００）磁细菌即向磁性细菌沿地球磁力线移动,其细菌内含有自身合成的生物磁颗粒,这些颗粒细小均匀,外被生物膜,呈链状排列。最近在磁细菌的分离及培养技术上获得许多进展,为细菌磁的大规模生产奠...     

有望用微生物技术研制磁性壳聚糖

在《壳聚糖材料与生物生产》一中提到磁性壳聚糖材料问题,这里再作点补充。壳聚糖和磁性物质都能通过微生物途径进行生产,各自产生优质产品已展现其潜在的实用性。就磁性物质而言,1975年在美国发现向磁螺菌以来挚整30年,对细菌内所含磁性物质引起注意,细菌内含有两条磁粒长链,     

磁细菌和细菌磁的研究进展

磁细菌具有磁性趋向性,可沿地球磁场磁力线向磁极移动,甚至在磁力较弱的地域也是如此.Blakemore (1975)首先进行了描述,他们分布广泛,主要存在于海水,淡水的生物沉积物中.磁细菌能够合成胞内磁铁颗粒(Fe_3O_4),因而具有磁性趋向性.这些磁粒在50～100nm的特定范围内为膜所包围,10～20个颗粒相连成线状,构成细菌磁.许多研究者已成功研制了生产细菌磁的机械装置,但到目前为止,还设有细菌磁直接应用的报道.     

趋磁细菌及磁小体的生物医学应用研究进展

近年来,趋磁细菌及其生物自身合成的磁小体由于良好的生物安全性逐渐被人们所认识,并被用于生物工程和医学应用研究。与人工化学合成磁性纳米颗粒相比,从趋磁细菌中提取的磁小体具有生物膜包被、生物相容性高、粒径均一及磁性高等优势。趋磁细菌因磁小体在其胞内呈链状排列,具有沿磁场方向泳动的能力,也被应用于各种应用研究。因此,综述了趋磁细菌及磁小体特性,并就最近的研究进展重点综述趋磁细菌和磁小体在生物工程及医学应用等领域的最新研究进展。     

磁分离仪分离磁性细菌的新方法

磁性细菌胞内可以产生磁性颗粒,因此具有趋磁性,基于这种特性,利用磁分离的原理,本研究开发了一种磁性细菌分离仪,提供了一种分离磁性细菌的新方法。以氧化亚铁硫杆菌为例,使用磁性细菌分离仪进行分离,可以得到强磁菌和弱磁菌。利用透射电镜观察,强磁菌胞内磁性颗粒明显多于弱磁菌;半固体平板磁泳实验也表明强磁菌趋磁性明显强于弱磁菌。各项实验结果表明磁性细菌分离仪可以有效地分离磁性细菌,这是一种分离磁性细菌的新方法,将促进磁性细菌分离培养的研究。     

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。     

趋磁细菌运动特性的研究进展

细菌的运动性是影响其生存及致病的一个关键条件,同时也为合成和开发仿生运动体、微型机器人等提供了有效的模型.趋磁细菌具有胞内磁小体从而能够感知磁场的变化,进而影响其运动行为.目前,这种外部磁场与生物体的远程响应模式已在环境、医疗、材料等领域有广泛应用.因此,聚焦于趋磁细菌的运动特性,综述了趋磁细菌运动行为的表征、运动机理...     

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.     

磁细菌与细菌磁颗粒的特点及应用研究

概述了磁细菌的特点及由磁细菌所产生的细菌磁颗粒的晶体成分、形态特征、磁颗粒膜的特点以及细菌磁颗粒在信息贮存、磁性细胞制备、基因研究、生物活性物质载体、免疫检测以及在污水处理、矿物分选等方面的应用研究。     

趋磁细菌及其应用于生物导航的研究进展

趋磁性细菌是一种由于体内含有对磁场具有敏感性的磁小体,而能够沿着磁力线运动的特殊细菌,本文综述了趋磁细菌的分布、分类、特性、磁小体研究以及趋磁细菌在生物导航方面的研究进展。     

固体平板磁泳分离细菌新方法的研究

氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）能够在胞内形成电子致密的磁性颗粒,它的这种特性使利用氧化亚铁硫杆菌合成生物纳米磁性材料成为了可能。本课题组为了筛选出合成磁性颗粒能力强的菌株,对原有的液体磁泳进行了改进,采用了新的固体平板磁泳方法来筛选纯化目的菌株。经过磁泳分离后,细菌中含磁性颗粒的细胞比例由原始菌群的30％上升到90％,胞内含有的磁颗粒数目也由1~2颗增加至2~5颗,筛选得到的细菌在人工磁场下会进行趋磁运动。实验结果表明,氧化亚铁硫杆菌具有较弱的趋磁性,在人工磁场下会进行趋磁运动,但仅在地磁场作用下不能定向运动,利用固体平板磁泳筛选纯化含有磁性颗粒的氧化亚铁硫杆菌的方法是切实可行的,磁泳分离技术的进一步完善和改进为传统的微生物菌种分离提供了新的途径,为研究纯氧化亚铁硫杆菌菌株胞内磁性颗粒的形成条件及机理提供了前提条件,也为今后从浸矿细菌中分离筛选更多的含有磁性颗粒的菌株打下基础。     

深海趋磁细菌研究

介绍了趋磁细菌的基本概念及研究状况,综述了海洋趋磁细菌的研究进展,着重总结了深海趋磁细菌的研究成果及现状,展望了深海大洋和海山生态环境中趋磁细菌的研究意义及前景,为海洋趋磁细菌研究提供借鉴与参考。     

趋磁细菌磁小体合成机制研究进展

趋磁细菌可在环境中吸收大量铁并在细胞内合成纳米级磁性颗粒—磁小体。比较几种趋磁细菌基因组特征,针对磁小体岛及与磁小体合成相关基因功能特点等方面,综述了当前磁小体合成机制的研究进展。     

趋磁细菌及其应用于生物导航的研究进展

趋磁性细菌是一种由于体内含有对磁场具有敏感性的磁小体,而能够沿着磁力线运动的特殊细菌,本文综述了趋磁细菌的分布、分类、特性、磁小体研究以及趋磁细菌在生物导航方面的研究进展.     

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。}     

菲立磁标记食蟹猴骨髓间充质干细胞的脑内移植示踪研究

中枢神经系统损伤后的再生修复问题一直是神经科学领域关注的重点之一,骨髓间充质干细胞移植治疗拓宽了人类中枢神经系统损伤的治疗前景,而非侵入性的磁共振成像能活体追踪移植细胞,评价移植效果。应用菲立磁标记食蟹猴骨髓来源的间充质干细胞,在脑立体定位仪引导下,自体脑内移植。结果显示,菲立磁标记间充质干细胞的有效率高达90%以上,移植区磁共振影像呈明显的低信号改变。标记的间充质干细胞移植后在脑内存活,并向周围的脑实质内迁移。移植8周后,发现移植细胞通过血管向对侧脑部迁移,但并未发现移植细胞向神经细胞分化。这些结果提示,菲立磁可用于标记、追踪脑内移植的食蟹猴骨髓间充质干细胞,标记的移植细胞可在脑内存活、迁移。     

趋磁细菌及磁小体研究的回顾和展望

趋磁细菌及磁小体研究的回顾和展望陈明杰,卫扬保（武汉大学生命科学学院微生物学与免疫学系．武汉４３００７２）一趋磁细菌研究现状１趋磁细菌的发现１９７５年,美国人Ｂｌａｋｅｍｏｒｅ在显微镜下观察湖泊底部污泥的富集样品时,发现有一类细菌总是聚集在视野的靠北...     

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．     

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。