四. 微生物学

环境污染物

• 去青岛看草原？那是浒苔！ 150713

       台风“鸿灿”作为近年来第二个直接登陆中国大陆的台风，引起了国内民众的极大关注。在青岛，随着“鸿灿”的到来，漂浮在近海的浒苔也被带到了海岸沙滩，各大海水浴场也随之关闭。

       2008年北京奥运会前夕，青岛奥帆赛场海域出现的大量浒苔曾让我们为帆船比赛能否顺利举行捏了一把汗。彼时，旭月公司受邀携非损伤微测系统紧急赶赴青岛，进行浒苔生长机理的量化研究，为浒苔的控制和清除提供决策依据。

       

       联想与创新：

       截至2015年，国内外利用非损伤微测技术（NMT）研究藻类所发表的SCI文章中，材料已经包括水绵、伞藻、大叶藻、硅藻等，特别是在硅藻的研究中，提出了藻类污染治理研究的新思路——— Ca²⁺流速指标（Yang, C., et al. Marine Pollution Bulletin,2014, 88(1-2): 62-9.）。此外，海藻作为琼胶的来源，其生长机理研究也颇受关注，国内学者也正在利用NMT进行初步研究。近日，旭月公司应各大院校的科研需求，推出NMT活体藻类工作站，欢迎咨询。

       [1] YangC, et al. Indole derivatives inhibited the formation of bacterialbiofilm and modulated Ca(²⁺) efflux in diatom. Marine pollution bulletin, 2014,88(1-2): 62-9.（硅藻）

       [2] LinA, et al. Simultaneous measurements of H⁺ and O2fluxes in Zostera marina and its physiological implications. Physiologia Plant,2012, 148(4): 582-589.（大叶藻）

       [3] PorterfieldDM, et al. Single-cell, real-time measurements of extracellular oxygenand proton fluxes from Spirogyra grevilleana. Protoplasma, 2000, 212(1-2): 80-88.（水绵）

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• 中国学者发现微生物可控进化新方法 150720

       胁迫抗性是工业微生物的重要属性之一，而对工业微生物胁迫抗性的改造中，无论是单基因还是双基因改造，效果均不理想。2015年6月30日，《Biotechnology for Biofuels》在线发表了中科院微生物所的最新研究。研究利用前期已开发出的基因组复制工程辅助的连续进化技术（GREACE），在2个半月内就将大肠杆菌对丁醇的最低耐受浓度提高了56%，实现了复杂生理性状的人工控制进化。

       

NMT潜在创新应用：

       现有研究已表明，附着TiO2纳米颗粒的黄孢原毛平革菌通过调节H⁺与O₂流速，提升其对环境污染物的抗性。尽管前述研究为进化工程提供了一种可控进化新方法，但是，转基因微生物的抗性机制，特别是在分离子流速特征上的改变，不失为从基因组学研究深入至活体代谢组学研究的新思路。目前，国内学者利用NMT在微生物胁迫抗性机制领域的研究已卓有成效，欢迎您联系旭月公司，索取相关文献资料。

       [1] Zhu L, et al. Development of a stress-induced mutagenesis module forautonomous adaptive evolution of Escherichia coli to improve its stresstolerance. Biotechnol Biofuels. 2015, 8: 93.

       [2] Tan Q, et al. Physiological fluxes and antioxidative enzymes activities ofimmobilized Phanerochaete chrysosporium loaded with TiO2 nanoparticles afterexposure to toxic pollutants in solution. Chemosphere. 2015, 128: 21-27.（黄孢原毛平革菌）

       [3] Li T, et al. First cloning and characterization of two functionalaquaporin genes from an arbuscular mycorrhizal fungus Glomus intraradices. NewPhytol. 2013, 197(2): 617-630.（酵母细胞）

       [4] Zeng G, et al. Responses of Phanerochaete chrysosporium to ToxicPollutants: Physiological Flux, Oxidative Stress, and Detoxification. EnvironSci Technol. 2012, 46(14): 7818-7825.（白腐真菌）

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信号转导

• Nature最新研究或可利用NMT进一步完善 151109

       11月5日，Nature刊登了加州大学圣地亚哥分校Gürol Suel等人的最新研究成果《Ion channels enable electrical communication in bacterial communities》，发现枯草杆菌通过菌膜(没有已知功能)上离子通道内的K⁺，从而在菌群内传播长程电信号。枯草杆菌个体间的代谢协调正是依赖于这一离子通道的激活。这一研究中，作者利用一个简单的数学模型显示，YugO钾通道(该通道也在这个生物膜内传播细胞外钾信号)的门控足以促进远距离细胞之间的高效电通信，评价了K⁺在菌膜内的流动情况。

       图

       K⁺作为非损伤微测技术（NMT）中最为成熟的检测指标之一，可以直接地定量反映活体样品膜内外K⁺的交换速率，即流速。上述研究的数学模型虽简单，但缺乏生理水平上的定量检测结果。目前，旭月非损伤微测系统在活体微生物特别是细菌样品的研究上，检测体系颇为完善。在国内，黄孢原毛平革菌（Tan Q. Chemosphere. 2015,128:21-27.）、白腐真菌（Zeng G. Environ Sci Technol, 2012, 46(14): 7818-25.）等均已有研究成果发表。

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藻

• 去青岛看草原？那是浒苔！ 150713

       台风“鸿灿”作为近年来第二个直接登陆中国大陆的台风，引起了国内民众的极大关注。在青岛，随着“鸿灿”的到来，漂浮在近海的浒苔也被带到了海岸沙滩，各大海水浴场也随之关闭。

       2008年北京奥运会前夕，青岛奥帆赛场海域出现的大量浒苔曾让我们为帆船比赛能否顺利举行捏了一把汗。彼时，旭月公司受邀携非损伤微测系统紧急赶赴青岛，进行浒苔生长机理的量化研究，为浒苔的控制和清除提供决策依据。

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       联想与创新：

       截至2015年，国内外利用非损伤微测技术（NMT）研究藻类所发表的SCI文章中，材料已经包括水绵、伞藻、大叶藻、硅藻等，特别是在硅藻的研究中，提出了藻类污染治理研究的新思路——— Ca²⁺流速指标（Yang, C., et al. Marine Pollution Bulletin,2014, 88(1-2): 62-9.）。此外，海藻作为琼胶的来源，其生长机理研究也颇受关注，国内学者也正在利用NMT进行初步研究。近日，旭月公司应各大院校的科研需求，推出NMT活体藻类工作站，欢迎咨询。

       [1] YangC, et al. Indole derivatives inhibited the formation of bacterialbiofilm and modulated Ca(²⁺) efflux in diatom. Marine pollution bulletin, 2014,88(1-2): 62-9.（硅藻）

       [2] LinA, et al. Simultaneous measurements of H⁺ and O2fluxes in Zostera marina and its physiological implications. Physiologia Plant,2012, 148(4): 582-589.（大叶藻）

       [3] PorterfieldDM, et al. Single-cell, real-time measurements of extracellular oxygenand proton fluxes from Spirogyra grevilleana. Protoplasma, 2000, 212(1-2): 80-88.（水绵）

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• 镁离子生物钟与镁流速——Nature研究启发新思路 160426

       4月中旬，英国爱丁堡大学及剑桥大学学者在Nature上发表了一篇名为《Daily magnesium fluxes regulate cellular timekeeping and energy balance》的研究论文。研究发现，Mg²⁺有助于控制细胞维持它们自己的时间节律来处理昼夜的自然环境周期。研究针对人类、藻类和真菌开展的实验发现，每种生物的细胞中，Mg²⁺水平在日周期节律中上升和下降。这不仅对细胞在一天中的代谢速率产生了巨大影响，而且还影响细胞自己的生物钟。

       

       在生物体中，不仅是离子浓度有周期性振荡现象，离子流速同样会有。胰岛B细胞O2内流速率振荡调控胰岛素分泌（Diabetes, 2000,49(9): 1511-6.）。花粉管H⁺、K⁺和Ca²⁺的振荡性内流延缓花粉管生长周期（J Cell Sci, 1999, 112: 1497-509.），Cl^-振荡性外流调控了花粉管生长和体积增大（Plant Cell, 2002, 14(9): 2233-49.）。同样，生物细胞Mg²⁺流动速率受[Mg²⁺]i变化影响，是否也存在节律及其特定的生理意义，值得我们利用非损伤微测技术继续深入研究。

       

       图注：胰岛B细胞O₂内流速率振荡

       目前，Mg²⁺流速检测已在光合研究中被广泛应用，国内学者利用扬格/旭月非损伤微测系统，已经实现了对叶绿体的无损检测。

       

       图注：非损伤微测系统检测活体叶绿体

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