Nature：法國科學家揭示趨磁細菌體內(nèi)合成磁小體機制

近日，法國科學家研究揭示趨磁細菌體內(nèi)合成磁小體的機制及其結構特征，使得對“生物礦化”的研究更進一步。文章發(fā)表在2013年10月9日《Nature》雜志上。

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磁小體及趨磁細菌

法國科學家研究揭示了趨磁細菌體內(nèi)一種名為 MamP 的蛋白質(zhì)主導合成磁小體的機制及其結構特征。該研究使得人們對“生物礦化”有了進一步的理解，同時也為生物納米磁體在醫(yī)學和污水處理等方面的廣泛應用提供了新機遇。

生物礦化是指由生物體通過生物大分子的調(diào)控生成無機礦物的過程。在眾多生物礦化現(xiàn)象中，趨磁細菌因其能夠合成具有磁性的納米粒子而備受關注。趨磁細菌是一類厭氧細菌，能夠在胞體內(nèi)合成磁小體（具有磁性的納米粒子，成分通常為四氧化三鐵），在地球磁場的作用下，可憑借磁力向更適宜其生存的貧氧深水區(qū)移動。這些磁小體就如同指南針一樣縱向排列，為趨磁細菌“導航”。

為了揭示磁小體的合成機制，科研人員在對 MamP 蛋白質(zhì)的研究中發(fā)現(xiàn)其具有一種*的蛋白質(zhì)折疊“磁鉻”結構，能夠幫助其吸引鐵原子。MamP 蛋白質(zhì)能夠將 +2 價鐵氧化為 +3 價鐵，并zui終合成同時含有 +2 價鐵和 +3 價鐵的四氧化三鐵。在胞體外的實驗中，在僅提供 +2 價鐵的環(huán)境下，通過 MamP 的蛋白質(zhì)活動zui終獲得了 +3 價鐵。

這一基礎性研究為人工合成磁性納米粒子及其他含鐵化合物提供了新的技術路線。生物磁性納米粒子具有重要的潛在應用價值：在醫(yī)學方面，可用于磁共振成像造影劑、靶向藥物、腫瘤磁熱療及生物傳感器的開發(fā);在環(huán)境治理方面，趨磁細菌可用于污水處理等。受益于新的研究成果，這些應用有望成為現(xiàn)實。