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    中美双边关于矿物与微生物研讨成果在Nature Reviews Microbiology发表

    日期 2016-09-22   来源:国际合作局 地球科学部   作者:  【 】   【打印】   【关闭

      中国地质大学石良教授和董海良教授以及北京大学鲁安怀教授和刘娟研究员等与美方多位组织者共同完成的“Extracellular electron transfermechanisms between microorganismsand minerals”(微生物与矿物之间胞外电子传递机制),近日以综述性论文发表在Nature Reviews MicrobiologyNature Reviews MicrobiologyNature旗下权威期刊,也是目前世界公认的微生物研究领域最顶尖的综述杂志。中方研究工作获得国家自然科学基金国际合作项目(项目编号:41581320005)、重点项目(项目编号:41230103,41030211)和面上项目(项目编号:41572328,41472306)等资助。论文链接:http://www.nature.com/nrmicro/journal/vaop/ncurrent/abs/nrmicro.2016.93.html

      论文部分反映了董海良教授等近10年来致力组织与推动的前三届中美双边地质微生物学研讨会的成果,系统地总结了矿物与微生物交互作用机制,重点阐述了微生物代谢作用所需能量来源及其胞外电子转移两大基本科学问题。传统意义上被微生物利用的能量主要是太阳光子和元素价电子,鲁安怀教授等发现矿物光电子成为微生物利用的第三种能量来源,开辟了微生物代谢作用所需能量来源问题研究的新领域。具有跨膜电子转移功能的微生物在生物成矿、污染物转化,碳氮循环等生物地球化学过程中起着重要的作用,而电子如何穿过不导电的细胞膜套,在微生物胞内物质和胞外矿物之间进行传递一直是微生物胞外呼吸作用研究的热点。

      论文详细总结了微生物代谢作用所需能量来源的主要途径,即太阳光子、元素价电子和矿物光电子;概括了现阶段针对不同种环境微生物建立的多种跨膜电子传递通道和传递模型;阐述了微生物与胞外矿物或不同种微生物之间电子传递的分子机制,即微生物生物膜、纳米线、脱氢酶集合体、蛋白质复合体、细胞色素c蛋白和电子传递链等(如图所示)。并在此基础上讨论了微生物胞外电子传导特性在生物技术领域的应用以及未来的研究方向,为进一步开展矿物-微生物胞外电子转移及能量来源的前沿交叉学科研究奠定了坚实基础。

    图 微生物胞外电子传导的不同分子途径




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