中美雙邊關(guān)于礦物與微生物研討成果在Nature Reviews Microbiology發(fā)表
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發(fā)布時(shí)間：2016-09-26
中國地質(zhì)大學(xué)石良教授和董海良教授以及北京大學(xué)魯安懷教授和劉娟研究員等與美方多位組織者共同完成的“Extracellular electron transfermechanisms between microorganismsand minerals”（微生物與礦物之間胞外電子傳遞機制），近日以綜述性論文發(fā)表在Nature Reviews Microbiology。Nature Reviews Microbiology是Nature旗下權威期刊，也是目前世界公認的微生物研究領(lǐng)域最頂尖的綜述雜志。中方研究工作獲得國家自然科學(xué)基金國際合作項目（項目編號：41581320005）、重點(diǎn)項目（項目編號：41230103，41030211）和面上項目（項目編號：41572328，41472306）等資助。論文鏈接：http://www.nature.com/nrmicro/journal/vaop/ncurrent/abs/nrmicro.2016.93.html。
論文部分反映了董海良教授等近10年來(lái)致力組織與推動(dòng)的前三屆中美雙邊地質(zhì)微生物學(xué)研討會(huì )的成果，系統地總結了礦物與微生物交互作用機制，重點(diǎn)闡述了微生物代謝作用所需能量來(lái)源及其胞外電子轉移兩大基本科學(xué)問(wèn)題。傳統意義上被微生物利用的能量主要是太陽(yáng)光子和元素價(jià)電子，魯安懷教授等發(fā)現礦物光電子成為微生物利用的第三種能量來(lái)源，開(kāi)辟了微生物代謝作用所需能量來(lái)源問(wèn)題研究的新領(lǐng)域。具有跨膜電子轉移功能的微生物在生物成礦、污染物轉化，碳氮循環(huán)等生物地球化學(xué)過(guò)程中起著(zhù)重要的作用，而電子如何穿過(guò)不導電的細胞膜套，在微生物胞內物質(zhì)和胞外礦物之間進(jìn)行傳遞一直是微生物胞外呼吸作用研究的熱點(diǎn)。
論文詳細總結了微生物代謝作用所需能量來(lái)源的主要途徑，即太陽(yáng)光子、元素價(jià)電子和礦物光電子；概括了現階段針對不同種環(huán)境微生物建立的多種跨膜電子傳遞通道和傳遞模型；闡述了微生物與胞外礦物或不同種微生物之間電子傳遞的分子機制，即微生物生物膜、納米線(xiàn)、脫氫酶集合體、蛋白質(zhì)復合體、細胞色素c蛋白和電子傳遞鏈等（如圖所示）。并在此基礎上討論了微生物胞外電子傳導特性在生物技術(shù)領(lǐng)域的應用以及未來(lái)的研究方向，為進(jìn)一步開(kāi)展礦物-微生物胞外電子轉移及能量來(lái)源的前沿交叉學(xué)科研究奠定了堅實(shí)基礎。
圖 微生物胞外電子傳導的不同分子途徑
