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研究团队在深海热液样品中分离到一株细菌Idiomarina sp. OT37-5b,在前期研究中发现该菌能耐受并脱除较高浓度的镉离子,在额外添加半胱氨酸的情况下,耐受及脱除能力得到大幅提升,并形成了大量硫化镉纳米颗粒。借助分子微生物、蛋白组学等手段,研究人员确定了介导微生物形成硫化镉纳米颗粒的酶分子,为后期高效生产硫化镉光学纳米材料提供了良好的功能酶。研究人员偶然发现该菌能够借助形成的硫化镉纳米颗粒利用光能进行能量合成,以更好地适应深海贫瘠的生态环境。借助蛋白组学手段,研究人员发现该菌能够驱动硫化镉纳米颗粒吸收光电子并进入氧化磷酸化过程,进而产生能量。该研究发现热液口微生物在适应重金属胁迫的同时能够巧妙利用纳米光学材料的光电子吸收特性,变不利因素为有利因素,为适应深海极端环境进化出了一种特别的光能利用机制,也为探索深海光能利用潜在途径乃至是否存在特殊光合作用提供了良好的研究材料和新视角。
海洋所博士研究生马宁为论文第一作者,孙超岷为论文通讯作者。研究得到中科院战略性先导科技专项及大洋协会“深海生物资源计划”等项目联合资助。
深海热液细菌基于硫化镉纳米颗粒利用光能模式图
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