Science：“食油”微生物重塑油滴，加速碳?xì)浠衔锏纳锝到?/h1>

來(lái)源：作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2023-08-23 10:03:00【大 中 小】

摘要：研究人員報(bào)告稱，“食油”的硼庫(kù)木糖菌形成“樹突狀”生物膜，重塑油滴，以加快消耗速度。

研究人員報(bào)告稱，“食油”的Alcanivorax borkumensis 菌形成“樹突狀”生物膜，重塑油滴，以加快消耗速度。研究結(jié)果揭示了這種特殊的細(xì)菌如何優(yōu)化油的生物降解和消耗。

圖1 研究揭示了特殊細(xì)菌如何優(yōu)化油的生物降解和消耗

專性烴裂解菌(OHCB)通過(guò)消耗碳?xì)浠衔镒鳛槲ㄒ坏奶己湍芰縼?lái)源而生存。眾所周知，這些海洋細(xì)菌在全球石油泄漏的生物修復(fù)中發(fā)揮著不可或缺的作用。A. borkumensis(或Alca)是一種以有機(jī)酸和烷烴為食的需氧棒狀OHBC，在石油泄漏期間繁殖，以利用原油中含有的碳?xì)浠衔铩Ｔ谙耐闊N的過(guò)程中，Alca在油滴周圍形成生物膜。然而，生物膜形成在這種細(xì)菌降解和消耗碳?xì)浠衔镏械淖饔蒙胁磺宄?/div>

為了解決這些問(wèn)題，Manoj Prasad和他的同事開(kāi)發(fā)了一種微流體裝置，可以捕獲和實(shí)時(shí)成像細(xì)菌覆蓋的油滴，使作者能夠觀察生物膜從最初的表面定植到完全消耗油滴的完整動(dòng)態(tài)。Prasad等人發(fā)現(xiàn)生物膜形態(tài)的變化取決于對(duì)石油消耗的適應(yīng)。在新接觸油的培養(yǎng)中，Alca形成一層厚厚的球形生物膜，從油中向外生長(zhǎng)，油滴在被消耗時(shí)基本保持球形。然而，長(zhǎng)期暴露于油中的培養(yǎng)物形成了一層薄薄的生物膜，上面有手指狀的突起，作者稱之為“樹突狀”生物膜。

圖2 描述表型鑒定的培養(yǎng)方法示意圖

根據(jù)研究結(jié)果，隨著細(xì)菌細(xì)胞的增殖，樹突狀生物膜改變了油水界面張力，彎曲并重塑了油滴。這導(dǎo)致液滴表面積的增加，優(yōu)化和加速了不斷增長(zhǎng)的細(xì)菌種群的消耗。因此，Alca細(xì)胞的油消耗效率不是通過(guò)增加個(gè)體代謝油的能力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而是通過(guò)擴(kuò)大液滴的界面特性來(lái)實(shí)現(xiàn)的，從而允許更多的Alca細(xì)胞同時(shí)進(jìn)食。

“Alca無(wú)法單獨(dú)降解原油中的數(shù)千種碳?xì)浠衔铩＿@需要一個(gè)多樣化的微生物群落，它們相互作用，有時(shí)還會(huì)競(jìng)爭(zhēng)，從單一物種與表面的微觀相互作用轉(zhuǎn)變?yōu)楹暧^尺度的多物種過(guò)程，將提高我們對(duì)驅(qū)動(dòng)生物降解和石油泄漏到海洋中的運(yùn)輸機(jī)制的理解。

[1] Alcanivorax borkumensis biofilms enhance oil degradation by interfacial tubulation

 

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