Science：“食油”微生物重塑油滴，加速碳氫化合物的生物降解
摘要：研究人員報告稱，“食油”的硼庫木糖菌形成“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。研究結果揭示了這種特殊的細菌如何優化油的生物降解和消耗。
圖1 研究揭示了特殊細菌如何優化油的生物降解和消耗
專性烴裂解菌(OHCB)通過消耗碳氫化合物作為唯一的碳和能量來源而生存。眾所周知，這些海洋細菌在全球石油泄漏的生物修復中發揮著不可或缺的作用。A. borkumensis(或Alca)是一種以有機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氫化合物。在消耗烷烴的過程中，Alca在油滴周圍形成生物膜。然而，生物膜形成在這種細菌降解和消耗碳氫化合物中的作用尚不清楚。
為了解決這些問題，Manoj Prasad和他的同事開發了一種微流體裝置，可以捕獲和實時成像細菌覆蓋的油滴，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態。Prasad等人發現生物膜形態的變化取決于對石油消耗的適應。在新接觸油的培養中，Alca形成一層厚厚的球形生物膜，從油中向外生長，油滴在被消耗時基本保持球形。然而，長期暴露于油中的培養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方法示意圖
根據研究結果，隨著細菌細胞的增殖，樹突狀生物膜改變了油水界面張力，彎曲并重塑了油滴。這導致液滴表面積的增加，優化和加速了不斷增長的細菌種群的消耗。因此，Alca細胞的油消耗效率不是通過增加個體代謝油的能力來實現的，而是通過擴大液滴的界面特性來實現的，從而允許更多的Alca細胞同時進食。
“Alca無法單獨降解原油中的數千種碳氫化合物。這需要一個多樣化的微生物群落，它們相互作用，有時還會競爭，從單一物種與表面的微觀相互作用轉變為宏觀尺度的多物種過程，將提高我們對驅動生物降解和石油泄漏到海洋中的運輸機制的理解。
[1] Alcanivorax borkumensis biofilms enhance oil degradation by interfacial tubulation
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