青島日?qǐng)?bào)社/觀海新聞10月15日訊 重金屬在深海環(huán)境中廣泛存在，深海微生物進(jìn)化出成熟多樣的抵御方式以維持在惡劣環(huán)境中的生存和繁殖。日前，中國(guó)科學(xué)院海洋研究所孫超岷研究組發(fā)現(xiàn)深海冷泉和海山環(huán)境中細(xì)菌應(yīng)對(duì)重金屬鎘及汞的新機(jī)制。
中國(guó)科學(xué)院海洋研究所研究員孫超岷告訴觀海新聞?dòng)浾撸?dāng)深海冷泉中的芽孢桿菌受到因重金屬鎘存在而產(chǎn)生的大量一氧化氮活性氧的脅迫時(shí)，能夠通過吸收鈣離子促進(jìn)鐵離子吸收，進(jìn)而激活、促進(jìn)一系列與氮元素循環(huán)相關(guān)的關(guān)鍵酶活性，最終巧妙地將一氧化氮活性氧壓力轉(zhuǎn)化為氮循環(huán)的驅(qū)動(dòng)力，從而有效增強(qiáng)細(xì)菌應(yīng)對(duì)鎘脅迫的能力。
值得注意的是，添加鈣離子也能同時(shí)有效提升細(xì)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(huán)境中的存活率，說明鈣離子增強(qiáng)生物抵御重金屬脅迫的能力普遍存在，這就為發(fā)展去除重金屬污染生物制品提供了理論依據(jù)和候選材料。
科研人員在檢測(cè)深海微生物重金屬耐受能力。
科研團(tuán)隊(duì)在研究一株分離自深海海山環(huán)境的細(xì)菌轉(zhuǎn)化高毒性汞離子為低毒性單質(zhì)汞的分子機(jī)制過程中，發(fā)現(xiàn)該細(xì)菌編碼的一個(gè)汞離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白MerF的真正功能是調(diào)控細(xì)菌鞭毛形成和運(yùn)動(dòng)能力，這在所有微生物中是首次發(fā)現(xiàn)。研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，MerF也能有效提高細(xì)菌耐受其它重金屬如鎘、鎳、鈷等金屬離子的能力，顯示其調(diào)控功能的普遍性，這就為了解深海微生物耐受重金屬的關(guān)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(jī)制進(jìn)行了系列研究，在前期研究深海熱液環(huán)境微生物耐受鎘脅迫的過程中，發(fā)現(xiàn)一株深海熱液細(xì)菌能有效代謝半胱氨酸形成硫化氫，進(jìn)而將環(huán)境中高毒性的鎘離子轉(zhuǎn)化為幾乎無毒性的硫化鎘礦物質(zhì)，而且還能利用硫化鎘納米顆粒的光吸收特性吸收環(huán)境中存在的光能，也是微生物一種非常獨(dú)特的抵御并有效利用重金屬脅迫的新型機(jī)制。這些研究加強(qiáng)了對(duì)深海微生物耐受重金屬的機(jī)制認(rèn)識(shí)，相關(guān)機(jī)制值得進(jìn)一步深入研究并加以利用。
這項(xiàng)研究成果近日在線刊發(fā)在國(guó)際微生物學(xué)期刊《環(huán)境微生物學(xué)》。（青島日?qǐng)?bào)/觀海新聞?dòng)浾?李勛祥）
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