青島日報社/觀海新聞10月15日訊 重金屬在深海環境中廣泛存在，深海微生物進化出成熟多樣的抵御方式以維持在惡劣環境中的生存和繁殖。日前，中國科學院海洋研究所孫超岷研究組發現深海冷泉和海山環境中細菌應對重金屬鎘及汞的新機制。
中國科學院海洋研究所研究員孫超岷告訴觀海新聞記者，當深海冷泉中的芽孢桿菌受到因重金屬鎘存在而產生的大量一氧化氮活性氧的脅迫時，能夠通過吸收鈣離子促進鐵離子吸收，進而激活、促進一系列與氮元素循環相關的關鍵酶活性，最終巧妙地將一氧化氮活性氧壓力轉化為氮循環的驅動力，從而有效增強細菌應對鎘脅迫的能力。
值得注意的是，添加鈣離子也能同時有效提升細菌耐受其它重金屬如銅、鉻、錳等金屬離子的能力，增加斑馬魚在鎘環境中的存活率，說明鈣離子增強生物抵御重金屬脅迫的能力普遍存在，這就為發展去除重金屬污染生物制品提供了理論依據和候選材料。
科研人員在檢測深海微生物重金屬耐受能力。
科研團隊在研究一株分離自深海海山環境的細菌轉化高毒性汞離子為低毒性單質汞的分子機制過程中，發現該細菌編碼的一個汞離子轉運蛋白MerF的真正功能是調控細菌鞭毛形成和運動能力，這在所有微生物中是首次發現。研究同時發現，MerF也能有效提高細菌耐受其它重金屬如鎘、鎳、鈷等金屬離子的能力，顯示其調控功能的普遍性，這就為了解深海微生物耐受重金屬的關鍵基因的功能演化提供了新的視角和研究材料。
近年來，孫超岷研究組圍繞深海微生物耐受重金屬脅迫機制進行了系列研究，在前期研究深海熱液環境微生物耐受鎘脅迫的過程中，發現一株深海熱液細菌能有效代謝半胱氨酸形成硫化氫，進而將環境中高毒性的鎘離子轉化為幾乎無毒性的硫化鎘礦物質，而且還能利用硫化鎘納米顆粒的光吸收特性吸收環境中存在的光能，也是微生物一種非常獨特的抵御并有效利用重金屬脅迫的新型機制。這些研究加強了對深海微生物耐受重金屬的機制認識，相關機制值得進一步深入研究并加以利用。
這項研究成果近日在線刊發在國際微生物學期刊《環境微生物學》。（青島日報/觀海新聞記者 李勛祥）
責任編輯：孫麗榮
