研讨提醒趋磁细菌简单磁性机制

趋磁（magnetotactic bacteria）是生物节制矿化研讨的榜样和古地磁学研讨的重生长点，它们可能在细胞内合成有生物膜包被的、尺寸、单磁畴磁铁矿晶体颗粒，也称为磁小体（magnetosome）。磁小体在细胞内多成链分列，作为趋磁细菌的“磁场感应器”，匆匆使其沿磁场偏向定向游弋，这个进程被称为趋磁性。趋磁灭亡后，磁小体可能被保管上去，成为化石磁小体（magnetofossil）。堆积物和岩石中的化石磁小体是优越的磁旌旗灯号，能够记载了化石磁小体造成、埋藏时的古地磁场及古情况信息，是以，其是重修古地磁和古情况信息的潜在替代指标；作为新型生物源磁性资料，功效化磁小体在资料和生物医药畛域具备利用前景。

趋磁细菌研讨的焦点是“磁小体的矿化和磁学”。近年来，得益于分子生物学和的疾速倒退，微生物学家已发现了与磁小体合成相关的基因，鉴定出参加铁排汇转运、颗粒尺寸节制及链组装的卵白质。然而，与无机进程相比，学界尚不分明磁小体链合成的有机进程（即晶体成核和成长等）及由此发生的简单磁性机制。微观磁学与宏观构造研讨无机联合、微生物学及矿物学和物理学等多学科穿插研讨，是趋磁和辨认磁小体化石研讨的需要伎俩。

近日，中国迷信院地质与地球物理研讨所科研职员结合国际外多个单元的科研职员，综合微生物学、电子显微学和岩石磁学技术，在河北省秦皇岛市汤河中发现了一类特别的趋磁球菌THC-1，其磁小体并非像绝年夜多半趋磁细菌一样分列成链状，因而，发生了共同的磁学性子（图1）。综合研讨标明：（1）汤河趋磁球菌THC-1细胞直径为2.5±0.2 μm，每个细胞中含有35±15个磁铁矿型磁小体。磁小体的均匀晶体长度为70.6±8.6 nm，宽度为42.3±5.2 nm。除磁小体之外，THC-1细胞还可能在细胞内合成富含硫和多聚偏磷酸的颗粒；（2）THC-1的磁小体晶型为拉长的棱柱形，棱柱体由6个{110}构成，顶部和底部由两个{111}面组成，棱柱的十二个角别离被六个{111}面、六个{110}面和六个{001}面截断；（3）特别的磁小体空间构造使THC-1的微观磁学性子与其他趋磁显着分歧，如领有绝对较高的δFC和δZFC值、较低的δFC/δZFC值，一阶反转曲线图（FORC）显示出较强的磁互相作用。

综合古人及课题组的后期研讨结果，该研讨提醒趋磁细菌磁小体的磁性简单多样，受趋磁细菌品种、磁小体空间分列状态、趋磁成长前提、磁小体化学纯度等生物及物理和化学因素的综合节制，虽与非生物成因的磁性矿物存在显着区别，但并不具备独一性（图2）。

相关研讨结果以Biomineralization and Magnetism of Uncultured Magnetotactic Coccus Strain THC-1 With Non-chained Magnetosomal Magnetite Nanoparticles为题，颁发在JGR-Solid Earth上。研讨任务获得国度自然迷信基金重点国内（地域）单干研讨名目、国度自然迷信基金严重名目课题和国度自然迷信基金立异研讨群体名目的支持。(100yiyao.com）