磁小体
趋磁细菌磁小体合成相关蛋白的研究进展
趋磁细菌磁小体合成相关蛋白的研究进展徐争辉;陈奇;韩秀英;邵美丽;李峰【摘要】趋磁细菌是一类能够沿着磁场方向运动的革兰氏阴性细菌的总称,其最显著的特征是能够在胞内合成特殊的原核细胞器——磁小体.磁小体是具有外膜包被、纳米级、在胞内成链状排列的Fe3O4或Fe3S4磁性颗粒,并且具有专属的形态、大小和排列.正是因为磁小体的这些特性使不同领域的科研工作者开发着趋磁细菌的应用.另外,磁小体可以作为生物矿化和原核生物形成膜细胞器的理想模型.趋磁细菌磁小体合成相关蛋白在磁小体囊泡的形成、铁的转运、成晶的控制以及胞内磁性颗粒的排列等过程中发挥作用.文中重点介绍了近年来发现的和趋磁细菌磁小体合成相关的蛋白,并对未来磁小体蛋白的研究进行了展望.%Magnetotactic bacteria are a kind of Gram-negative bacteria with the capability of swimming along geomagnetic field lines, the most distinguished characteristic of the bacteria in common is capable of synthesizing unique prokaryotic organelles-magnetosomes, which are membrane-enveloped, nano-sized crystals of Fe3O4 or Fe3S4 that are aligned in well-ordered intracellular chinas,and have species-specific morphologies , sizes and arrangements. Because of the special properties of these magnetic crystals, magnetotactic bacteria have been exploited for a variety of applications in diverse disciplines from geobiology to biotechnology. In addition, magnetosomes have served as a powerful model system for the study of biomineralization and prokaryotic organelles. The proteins associated with the formation of magnetosomes have functions in vesicle formation,magnetosomal iron transport,and the control of crystallization and intracellular arrangement ofmagnetite particles. The proteins associated with the formation of magnetosomes are discussed especially and the future research perspectives of magnetosomes' proteins are also proposed.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2012(040)001【总页数】4页(P32-35)【关键词】趋磁细菌;磁小体;相关蛋白【作者】徐争辉;陈奇;韩秀英;邵美丽;李峰【作者单位】淮北师范大学生命科学学院资源植物学安徽省重点实验室,安徽淮北235000;淮北师范大学生命科学学院资源植物学安徽省重点实验室,安徽淮北235000;淮北师范大学生命科学学院资源植物学安徽省重点实验室,安徽淮北235000;淮北师范大学生命科学学院资源植物学安徽省重点实验室,安徽淮北235000;淮北师范大学生命科学学院资源植物学安徽省重点实验室,安徽淮北235000【正文语种】中文【中图分类】S188自从1975年 Blakemore［1］发现趋磁细菌(Magnetotactic bacteria，MTB)以来，趋磁细菌越来越受到人们的关注和研究。
趋磁细菌的磁小体结构相关蛋白研究进展
盘 ，在地磁 场 中使趋 磁 细 菌取 向 ，由此 简 化 它 们搜 寻适 合 的微 好 氧环境 以利 于生 长［ ７ ．
磁小 体 中 的 每 一 磁 铁 矿 晶 体 由双 层 脂 分 子 包 被 ，膜上 含有很 多 特异 性 的可溶 和 跨 膜 蛋 白，在 铁
的吸收 、氧化 和还 原 ，以 及调 节 磁 铁矿 结 晶等 诸 多 方面 发挥作 用 ’ Ｈ － Ｉ ｓ ］ ．据估 计 ，磁 小 体 的膜 结 合 蛋
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自 显井荸遗展 第１ ７ 卷 第７ 期 ２ ０ ０ ７ 年７ 月
趋磁 细 菌 的磁 小体 结构 相关 蛋 白研 究进 展 ＊
潘 卫 东 吕 静 陈传 芳 宋 涛 一
中国 科 学 院 电 工 研 究 所 ，电 磁 生 物 工 程研 究 组 ，北 京 １ ０ ０ ０ ８ ０
结合 的 ｃ 型血 红 素． 不 过 ，在 其他 生物 矿 化 系统 中 普 遍 存 在 的 糖 蛋 白 在 磁 小 体 中 却 未 被 发
现Ｉ － ， Ｉ ５ ． １ ７ ～ Ｉ ９ １ ．
２ ０ ０ ６ — ０ ９ — ０ １收稿 ，２ ０ ０ ７ — ０ １ — ０ ９收 修 改 稿 ＊ 国 家 自然科 学基 金 （ 批 准 号 ：３ ０ ６ ７ ０ ５ ０ ８ ） 和人类 前沿科学计 划 （ ＨＦ Ｓ Ｐ ） 项目
ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｅ ｌ ｌ ｅ ”（ Ｒ ＧＰ ０ ０ ３ ５ ／ ２ ０ ０ ４ 一 Ｃ１ ０ ４ ） 资 助
＊ ＊ 通 信作 者 ，Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ：ｓ ｏ ｎ ｇ ｔ ａ ｏ ＠ ｍａ ｉ ｌ ． ｉ ｅ ｅ ． ａ ｅ ． ｅ ｎ
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摘要
趋 磁细 菌 的磁小体 由双 层脂 分 子 包被 ，膜 上含 有 很 多特 异性 的 可溶 和 跨 膜 蛋 白，在 磁 小
磁小体
什么是磁小体 磁小体的合成机理 磁小体的优缺点 磁小体的作用前景
什么是磁小体
磁小体(magnetosome):趋磁细胞（magnetotactic bacteria）内合成的磁性纳米粒子，大小在20-120nm 之间，成分为四氧化三铁（Fe3O4）或四硫化三铁 （Fe3S4），晶体形态有立方体、立方八面体、子 弹状、齿状、薄片状等多种形态，但磁小体的合成 由于受到趋磁细菌基因的严格控制，其形态和大小 具有菌株特异性，即每种趋磁细菌所合成的磁小体 大小和形态是均一的。也就是说磁小体的形状和大 小存在菌种或菌株特异性。磁小体大小均匀、表面 积大，并且有生物膜包被，颗粒间不容易聚集，具 有良好的分散性和生物相容性。
磁小的优点
• 与一般人造磁性纳米颗粒相比有许多优点： （1）有生物膜包被，且处于超顺磁性范围， 不易聚集，具有良好的分散性；（2）磁小 体膜上带有大量生物活性基团，可用于与 其他分子的共价连接，且连接其他分子后 可方便地通过外加磁场分离纯化；（3）载 药磁小体在体内通过降解磁小体外膜的方 式即可实现药物的释放；（4）生物来源使 其具有良好的生物相容性和安全性。
④
磁 铁 矿 (
F e 3 O 4 )
晶 体 的 形 成
Frankel 等通过高分辨率电镜、穆斯堡尔谱 ( Mssbauer Spectroscopy) 分析及 生化实验等手段研 究趋磁螺菌 MS-1 时，提出了磁铁矿( Fe3O4) 晶体的 形成模型: 细 菌吸收 Fe3 + ，还原成 Fe2 + ，然后被转运 到磁小体膜内，再氧化形成水合 Fe3 + 氧 化物，水合 氧化物中 1/3 的 Fe3 + 被还原，又经过进一步脱水最 终形成磁铁矿晶体 Fe3O4。 磁小体膜内的生物矿化过程可能与 Mms6 等基 因操纵子有关，Arakaki 等在 趋磁细菌 AMB-1 的 磁小体膜上发现了一些与膜紧密相连的低分子量 ( 小于 15 kD) 的 蛋白质 Mms5、Mms6、Mms7 和 Mms13，这 4 种蛋白质都有共同的氨基酸序列 LGLGLGLGAWGPXXLGXXGXAGA ，羧基末端上的羧 基和羟基能够结合铁离子，其 中，Mms6 在磁性颗粒 成核中起着重要作用，能促进晶体成核，调节晶体的 形状。研 究表明，当将蛋白质 Mms6 添加到化学法 人工合成 Fe3O4 晶体的反应系统中时，得 到的 Fe3O4 晶体形状均一、具有立方形态、大小在 20— 30 nm，与趋磁细菌 AMB-1 产生的磁小体很相似，当 无 Mms6 参与合成时，合成的磁性颗粒尺寸在 1— 100 nm， 晶体形状和大小差异很大，与细菌体内合成 的磁小体没有类似性。其他 3 种 Mms 蛋 白的功能 应与 Mms6 相似，都参与了磁小体的形成，但具体过 程和调节机制目前还 不清楚。 磁小体由双层脂分子膜包被，膜上含有很多的 特异性可溶和跨膜蛋白，另外 在磁小体基质和颗粒 间连接中还存在其他结构相关蛋白，在其形成过程 中的诸多方面 发挥重要的作用，如铁离子的吸收、磁 铁矿结晶、磁小体链的装配和维护等。参与磁 小 体 合 成 和 矿 化 的 几 种 重 要 的 蛋 白 质 及 其 功 能 见 表 2 。
趋磁细菌与磁小体讲稿
趋磁细菌的特点
趋磁菌为微好氧菌, 革兰氏染色阴性(G 一) 在北半球分离到的趋磁菌会向地理北极(即
地磁南极S) 游动; 在南半球趋磁菌则趋向地 理南极(即地磁北极N )泳动; 在赤道附近则 既有趋向S极, 也有趋向N 极的.趋磁细菌分 “追南型”、“追北型”和“混和型”。
趋磁细菌和磁小体应用的局限性
尽管趋磁细菌磁小体的生物技术潜能被人 们所认识，但至今没有商业的运用，这主 要与趋磁细菌难以培养及磁小体形成量有 关；
另一个重要原因是人们对趋磁细菌磁小体 生物矿化过程的生物化学和遗传机制（如 细胞基质是如何控制磁小体的成核和增长， 磁小体膜的结构和蛋白组成）了解得不够
趋磁细菌的定义
趋磁细菌（Magnetotactic bacterium）是一 类在外磁场的作用下能作定向运动并在体 内形成纳米磁性颗粒的细菌，其主要分布 于土壤、湖泊和海洋等水底污泥中
趋磁细菌的发现
趋磁细菌是在1975年由勃莱克摩（Richard P. Blakemore）发现的，他发现这些细菌在 显微镜下观察时总是移向载玻片的一边。 如果拿一个磁铁靠近载玻片，细菌就会向 磁铁的N极移动。
或者可能是微生物利用铁的氧化还原反应 过程中产生的一种代谢物的副产品具有磁 性。
也可能是过剩铁的贮藏；另外也可能与菌 体分解过氧化氢的能力有关
不同形态的趋磁细菌
球形、卵形的趋磁细菌
杆形趋磁细菌
螺旋形的趋磁细菌
多细胞聚集体趋磁细菌
磁小体的定义
趋磁细菌在细胞内矿化合成有生物膜包被、纳米 尺寸单磁畴级别晶体磁铁矿（Fe3O4）或胶黄铁 矿（Fe3S4）颗粒，在细胞内多呈链状排列。磁 小体链作为趋磁细菌的“生物磁针”感受地球磁 场或外加磁场，使菌体沿磁场方向定向游弋。磁 小体的合成受到趋磁细菌基因的严格控制，形态 和大小具有菌株特异性，即每种趋磁细菌所合成 的磁小体大小和形态是均一的。
磁小体对大鼠成纤维细胞的生长抑制研究
觚＿检测细胞吸光度， ｒ 判断活细胞的含量， 从而判断磁小体对细胞的生长抑制作用。结果ｔ ｌ 由ＭＴ Ｔ法得到细胞生长
抑制率 除有一组达到 ７９ ％外， ．７ 其余皆为负值。结论 ． 实验结果表明磁小体对细胞生长没有明显的抑制作用。抑制
率 出现负值 的原 因可能与磁小体 最外 层脂 质成分与 ＭＴ Ｔ和 Ｄ Ｏ发生反应 ， Ｄ Ｏ溶解从而产生吸光度有关。 ＭＳ 被 ＭＳ
ＷＡ Ｇ ［ ｈｌ， ＨＡ ｉｐ ， Ｉ ｎ ｉｇ ｅ ａ ． Ｐ ｅ ｔｒ ａ ｏ ａｏ ｙ， 口 ｉ ｔｍ ｔ！ｇ ｃ ｌ ｓ ｉ ｌ３ ０ ４ Ｎ Ｃ ａ ｌ Ｚ ＮＧ Ｌ ｎ ｕ Ｙ Ｎ Ｙ ｑｎ ， ｌ １ ￣ ｎ ａ ｄ Ｃ ｎ ｅ ｂ ｒ ｔｒ ｎＳ ｏ ａ ｏｏ ｉ ｐ ｔ ０ ０ １ Ｌ ａ Ｈｏ ａ
－ －关键词 磁 小体 大鼠 成 纤维细胞 毒性实验 生长抑制
中图分类 号 ： ４ 文献标 识码 ： 文章编号 ：０ １７ ８ （０ ８ ０ —２ １０ Ｑ６ Ａ １０ —５ ５ ２ ０ ） ３０ ５ —３
Ａ Ｓ ｕ ｙ蚰 Ｉ ｈ ｂｔ ｒ ｆｅ ｔｏ ｔｄ ｎ ｉ ｊ ｙＥｆ ｃ ｆＭ ａ ｎ ｔ ｓ ｍｅ ｏ ｈ ０ ｇ ｅｏ ｏ ｎｔ ｅＧｒ ｗ ｈ ｏ ｏ ｔ ｆＲａ ｂ ０ ｌ ｓ ｔＦｉｒ ｂ ａ ｔ
ｇ ｏ ｈ Ｔｈ ｅ ａｉｅｉ ｉｉ ｒ ａｅｒ ｕｔ ｒｍ ｈ ｔｔ ｅｏ ｔｒｌ ｉ ｆ ｇ ｅｏ ｏ ｙｒａ ｔｗｉ ｒ ｗ ， ｅｎ ｇ ｔｖ ｂｔ ｙｒ ｔ ｅ ｌ ｆｏ ｔ ａ．ｈ ｕ ｅ ｉ ｄｏ ｔ ｈ ｎ ｏ ｓ ｓ ｐ ｍａ ｎ ｔｓ ｍｅｍａ ｅ ｃ ｍ ＭＴＴ ｄ ＤＭ Ｓ ｎ ａ ０ ａ ｄ ｂ ｉＳ ｌｅ ｙＤＭ Ｓ 。ｈ ｓｔ ｅａ ｓ ｒ ｔ ｉ ｅ ｅｏ ｓ ｎ ｅｄｓ ｖ ｄ ｂ Ｏ ０ ｔ ｕ ｈ ｂ ｏ ｐ ｉ ｔ ｄ ｖ ｌｐ ． ｖ ｙ
趋磁细菌的磁小体
合成的基因， 构建趋磁工程菌， 进而能通过基因工 程菌的工业发酵生产磁小体材料。经过近 "# 年的 研究， 人们在磁小体形成的分子生物学、 生物化学、 化学和遗传学等研究方面取得了重大进展， 本文对 趋磁细菌的磁小体研究进行了回顾和展望。
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趋磁细菌
“ 趋磁细菌” 没有分类学的意义， 代表了苛求复
收稿日期： )##*+#)+), 修回日期： )##*+#-+#,
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B］ 为两属［ ： 一是以趋磁水螺菌为代表的水螺菌属
趋磁细菌的磁小体颗粒为单磁畴极（ 晶体， (F） 大小均匀、 纳米级 （ ） 、 具有较大的比面 )# E ,)#2@ 值， 颗粒外有生物膜包被， 不产生细胞毒性， 具有极 好的生物相容性， 因此可以作为新一代纳米磁性材 料在磁性材料、 生物工程、 临床医药和废水处理等 许多领域有潜在的不可估量的应用前景 。趋磁 细菌作为一种新的有用的生物资源是近年来研究
表明， 趋磁性作为一个特征或许已经进化几次， 然
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李文兵 等： 趋磁细菌的磁小体
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破解趋磁细菌断裂磁小体链的方式
破解趋磁细菌断裂磁小体链的方式趋磁细菌是在20世纪70年代由理查德·布莱克默（Richard Blakemore）发现的一类在外磁场作用下能作定向运动的细菌。
它们体内有一种叫做“磁小体”的物质，其主要成分是Fe3O4和Fe3S4 。
众多的磁小体在趋磁细菌体内聚集成链状，使得它们具有趋磁性。
趋磁细菌发生细胞分裂时，面临一个很大的挑战：将体内的磁小体链“折断”为两部分。
因为如果像正常的细胞分裂方式一样，那么，从趋磁细菌分裂开始到最终形成两个子细胞的力是不足以断开磁小体链的。
德国慕尼黑大学的微生物学家德克·舒乐（Dirk Schuler）领导的一项最新的研究弄明白了趋磁细菌是如何产生将体内磁小体链断裂所需要的力，并将它们平均分配到分裂产生的两个子细胞中的。
舒乐的研究团队用光学和电子显微镜研究了磁螺菌的细胞分裂过程。
刚开始时，其分裂和正常的细胞分裂过程相同：首先是细胞变长，然后在中心处慢慢收缩。
但在分裂成两个子细胞之前，这两部分会弯曲，形成约50°的夹角，然后迅速断裂，最后成为两个子细胞。
计算表明，以这样的方式来弯曲磁小体链，有效地减少了在分裂点处所受的磁力，从而成功地实现了磁小体链的断裂。
实验中还解释了磁螺菌是如何将体内的磁小体平均分配给两个子细胞的。
舒乐原来认为，由于趋磁细菌体内有很多的磁小体，它们在细胞分裂时平均分配到两个子细胞中，很可能是一种随机的结果。
但实验中发现，分裂开始时，细胞骨架蛋白会在磁小体链的中间位置处“猛拉”磁小体链，从而使得磁小体被平均分配给分裂产生的两个子细胞。
美国内华达大学的微生物学家丹尼斯·巴茨林斯基（Dennis Bazylinski）也认为这是一项很出色的研究。
该研究结果发表在2011年12月的《分子微生物学》（Molecular Microbiology）期刊上。
趋磁螺菌纳米磁小体的特征及标准化检测体系
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表 面的 ｚｔ ｅ ａ电位 为 一 ２ ３ｍＶ， 系比较 稳定 。结论 ： ３ ． 体 纯化磁 小体颗 粒 均 匀， 膜 包被 ， 有 可作为核 酸 、 白、 蛋 药
物 的载 体而应用 于不 同领域 。
［ 关键词 ］趋磁螺 菌 ； 小体 ； 径 ； ｅ 磁 粒 ｚｔ ａ电位
［ 中图分 类号 ］Ｑ ３ ９７
１５Ｔｍ ｇｅｃｒｓｎｎｅａ ｔｅｓ ｇ ｅ ｖｌ Ｊ ．Ｍ ｇ ． ａｎｔ ｅｏａｃ ｔｈ ｉ ｌ ｃｌｌ ｅ［ ］ ａｎ ｉ ｎ ｅ ｌｅ
趋磁细菌和磁小体研究进展
趋磁细菌及磁小体研究进展祁玉芬1，韩振为1，宋慧平1(1．天津大学化工学院，天津300072，中国)摘要:自从三十年前Blakemore发现了趋磁细菌以来，由于各种原因其研究进展缓慢。
最近几年来，随着一些新菌种的分离纯化成功和实验技术的进步，使得趋磁细菌的研究在生态分布、分离纯化、生理生化、遗传、应用等方面取得了显著的进步。
趋磁细菌内含有一条或几条成链状分布的磁小体，它使得细胞具有永久的磁偶极矩，能够沿着磁力线运动。
本文主要介绍了趋磁细菌的研究现状并从分子、生物化学、化学、基因方面阐述了磁小体的形成过程，以促进以后研究的更好开展。
关键词：趋磁细菌;磁小体;磁小体膜囊泡.The Progress in Magnetotactic Bacteria and MagnetosomeQI Yu-fen1，HAN Zhen-wei1，SONG Hui-ping1(1．School of Chemical Engineering and Technology，Tianjin University，Tianjin 300072，China) Abstract:Magnetotactic bacteria were discovered by Blakemore almost 30 years ago, and for many years and many different reasons, the progress in this field was slow.Recently, however, thanks to the isolation of new strains and the development of new techniques for manipulating these strains, significant progress in zoology distribution,isolation ,physiology and biochemistry,genetics,application about magnetotactic bacteria have bee1n made. Magnetotactic bacteria contain one or more chains of magnetosomes that comprise a permanent magnetic dipole in each cell，so it can move along the magnetic lines.Here we introduce this progress in the research of magnetotactic bacteria and elucidating the molecular, biochemical, chemical and genetic bases of magnetosome formation to promote the further research.Key words: magnetotactic bacteria;magnetosome;Magnetosome membrane vesicle.在自然界中，生命体用各种方法来弄清他们所在的位置及他们要去的方向。
磁小体的分子生物学研究
磁小体的分子生物学研究
磁小体是一种在细菌、真核生物和动物中广泛存在的小分子结构，它们能够感知外部磁场并将其转换为动力学信号来定向自身运动。
这种现象被称为磁感应现象，是一种重要的生物感受器。
近年来，磁小体的分子生物学研究成为了生物学领域的一个热点。
研究表明，磁小体中存在着许多不同的蛋白质和化学物质，它们共同协作来实现磁感应现象。
其中最重要的成分是磁性粒子，它们能够感知外部磁场并将其转换为化学或生物学信号，从而控制细胞的运动和定位。
磁小体的分子生物学研究有助于深入了解生物体内的感受器和
调节机制，同时也对于开发新型的生物医学和工业应用具有重要意义。
例如，利用磁小体的感知和定位功能可以研发新型的药物输送系统和生物传感器，这些技术被广泛应用于生物医学和环境监测领域。
总之，磁小体的分子生物学研究为我们深入了解生物体内的感受器和调节机制提供了新的视角，同时也为开发新型的生物科技和应用提供了新的思路和途径。
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磁小体的作用
磁小体的作用嘿，朋友们！今天咱来聊聊磁小体这玩意儿，它的作用可真是神奇得很呢！你知道吗，磁小体就像是微小世界里的魔法小精灵。
它可以帮助一些微生物在地球这个大舞台上更好地生存和活动。
就好像我们人类有各种各样的工具来应对生活中的不同情况一样，微生物有了磁小体，那可真是如虎添翼呀！比如说吧，有些微生物可以利用磁小体来感知地球的磁场。
这就好比它们有了一个内置的指南针！想想看，要是我们人类也能在身体里有个这样的指南针，那我们在野外是不是就永远不会迷路啦？哈哈！这些微生物靠着磁小体这个神奇的小玩意儿，能够准确地找到它们需要去的地方，不管是去寻找食物，还是找到一个适合生存的环境。
而且啊，磁小体还能帮助微生物在一些特殊的环境中生存呢。
好比说在一些深深的海底，或者是一些极端的地方，磁小体就像它们的秘密武器一样。
微生物可以利用磁小体来适应那些我们常人难以想象的环境，这多厉害呀！还有哦，磁小体对于一些微生物的繁殖和生长也有着重要的作用呢。
这就像是给它们的生命之旅提供了一把钥匙，打开了通往更好未来的大门。
有了磁小体，它们可以更顺利地进行生命的延续和传承。
你说这磁小体是不是很奇妙？它虽然小得我们肉眼都看不见，但却在微生物的世界里发挥着如此巨大的作用。
这就像是我们生活中的很多小事情一样，看似微不足道，但积累起来却能产生巨大的影响。
我们生活的这个世界就是这么神奇，充满了各种各样我们还不太了解的奥秘。
磁小体只是其中的一个小小的例子，但它却让我们看到了生命的多样性和复杂性。
我们应该对这些未知充满好奇，不断地去探索和发现。
所以啊，别小看了这些小小的磁小体，它们可是微生物世界里的大功臣呢！它们的存在让我们对生命有了更多的认识和理解，也让我们更加敬畏这个丰富多彩的世界。
让我们一起为磁小体点赞，也为大自然的神奇而感叹吧！。
磁小体提取
磁小体提取磁小体是一种新型的细胞分离方法，也称磁珠分离技术。
该技术可通过磁珠对细胞的特异性识别和选择作用，实现对特定细胞亚群的选择和提取，具有高选择性、高稳定性、高灵敏性和高精度等优点，被广泛应用于生命科学、医学和生物制药等领域。
磁小体提取技术基于磁珠的磁性特性，利用磁感应现象在恒定的磁场中操作细胞或分子，实现对目标物质的分离和提纯。
该技术的基本原理是将磁性微珠与特定抗体或配体结合，形成带有特定生物学分子的磁性核壳结构。
这些核壳结构可以通过特定抗体或配体与目标细胞或分子结合，将其特异性地捕获在磁珠表面。
通过对磁性微珠的磁性控制，可以实现对目标细胞或分子的选择性分离和提取，并且不影响细胞或分子的生理学特性和生物活性。
磁小体提取技术的具体操作步骤包括：1. 制备磁性微珠。
磁性微珠可以通过化学合成、生物合成或自然来源等方式获得。
常用材料包括硅酸盐、铁氧体等。
2. 将磁性微珠与特定抗体或配体结合。
该步骤需要对磁性微珠进行表面修饰，以增加其与特定抗体或配体的结合能力和特异性。
通常使用的表面修饰剂包括硅烷或者活性甲醛化剂。
抗体或配体的结合可以通过共价键或非共价键实现。
3. 对细胞或分子进行预处理。
该步骤主要是为了改变细胞或分子的表面特性，以便与磁性微珠表面的特定抗体或配体结合。
通常使用的预处理方法包括去除胶原层、酶解等。
4. 加入磁性微珠，并进行特异性结合。
将包含磁性微珠的悬液加入到待分离细胞或分子的悬液中，并通过搅拌或轻微震荡等操作，使其充分接触，然后在外部施加恒定的磁场，促使磁性微珠特异性地结合到目标细胞或分子表面。
5. 分离和去除非特异性物质。
将含有细胞或分子的悬液通过磁场，将非特异性物质分离和去除。
6. 解除磁场和分离磁性微珠。
撤销外部磁场后，细胞或分子和磁性微珠即可分离。
可以通过离心、滤膜、整体分离等方法实现。
总之，磁小体提取技术是目前分离和提取细胞或分子的最先进方法之一，已被广泛应用于基础研究、临床医学、生物技术和生物制药等领域，特别是在细胞治疗、干细胞研究、肿瘤治疗、蛋白质纯化和基因工程等方面具有广阔的应用前景。
磁小体名词解释
磁小体名词解释磁小体是由磁性矿物质组成的微小颗粒或颗粒状集合体。
它们通常是地球上的岩石中普遍存在的成分，也存在于陆地和海洋沉积物中。
不同类型的岩石和沉积物中的磁小体具有不同的形态、大小和性质。
磁小体可以分为自然磁小体和诱导磁小体两种。
自然磁小体是地球形成和演化过程中自然生成的磁小体，主要由铁矿物质如磁铁矿（Fe3O4）和赤铁矿（Fe2O3）组成。
它们被称为自然磁单完磁小体，因为它们自身就具有强磁性。
这些自然磁小体通常形成于火山岩、花岗岩和沉积岩中，可以通过测量地球磁场的方向和强度来研究地球的磁性特征。
诱导磁小体是在地球磁场的作用下形成的磁小体。
它们通常是由非磁性矿物质，如钙质碳酸盐、硅酸盐和氧化铝等材料，在地震、火山喷发或其他地质过程中被加热到一定温度后形成的。
在加热期间，这些非磁性矿物质中的铁元素被激活并受到地球磁场的影响，从而导致磁小体的形成。
这些诱导磁小体通常是暂时性的，当温度下降到一定程度时，它们会失去磁性。
然而，它们的存在可以被保存在岩石和沉积物中，可以通过磁化率测量来检测和分析。
磁小体在地质研究和勘探领域具有重要的应用价值。
通过对不同类型岩石和沉积物中的磁小体进行分析，可以研究地球的演化历史、地质构造和地质过程。
例如，通过测量和分析火山岩中的磁小体，可以了解火山活动的强度和频率，研究火山喷发的机制。
通过对沉积岩中的磁小体进行测量，可以确定地层的年代和沉积环境，揭示过去地球的气候变化和地貌演变。
此外，磁小体在勘探矿产资源和地下水的应用中也被广泛使用，通过磁性测量可以帮助寻找矿产和地下水的富集区域。
总的来说，磁小体是由磁性矿物质组成的微小颗粒或颗粒状集合体，具有重要的地质和勘探应用价值。
通过对不同类型岩石和沉积物中的磁小体进行分析，可以揭示地球的演化历史、地质构造和地质过程，以及勘探矿产资源和地下水的潜力。
磁小体形成的基因组学、遗传学和细胞生物学
磁小体形成的基因组学、遗传学和细胞生物学Christian Jogler and Dirk SchulerDepartment of Biology I, LMU Biozentrum, Ludwig-Maximilians- Universitat Munchen,82152 Planegg-Martinsried, Germany; email: dirk.schueler@lmu.de关键字：磁铁矿物化、磁小体基因岛、趋磁细菌、基因水平转移、趋磁性的演化摘要：磁小体是专门用于磁导航的细胞器，由膜包裹，一个铁磁性纳米级晶体；它们都是有一组不同的趋磁细菌（MTB）形成的。
磁小体合成的遗传学控制包括细胞内分化、磁化和它们组装成高度有序的链。
生物磁化的理化控制是通过磁小体膜囊泡的分割来达到的，这层膜是磷脂双分子层，其中含有一组特定的已知或怀疑与膜泡形成、铁转运、结晶形成的控制及安排磁铁矿颗粒有关的蛋白质。
磁小体的形成是一个在遗传学上复杂得过程，与其有关的基因位于磁小体基因岛的保守性基因组的几个操纵子上，而进化过程中这些基因岛可以在不同MTB间转移、适应。
本文总结了我们在磁小体和趋磁性的细菌细胞生物学、基因组学、遗传学控制的最新进展。
目录：引言 (502)磁小体的结构和构成 (503)无机核心的生物矿化 (503)磁小体膜的生物成分 (504)磁小体形成的遗传学、基因组学 (505)通用基因组特征 (505)磁小体基因鉴定 (506)磁小体基因的分子组成 (508)单个基因和蛋白质的功能 (509)趋磁性的进化 (514)研究趋势 (516)引言：趋磁性细菌(MTB):由于磁小体的存在，起源于并沿着磁场线游动的一类水栖微生物。
磁小体：由含有特定蛋白质的磷脂双分子膜包裹的晶体磁性矿物组成的用于磁导航的细胞内细胞器。
趋磁细菌产生的磁小体是由磷脂双分子膜包裹的晶体磁铁矿组成的用于磁导航的特定的细胞内结构。
磁小体的应用
磁小体的应用
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产生磁小体的趋磁细菌的研究与开发
关键词：磁小体趋磁细菌概述应用发展前景
摘要：磁小体(magnetosome)存在于少数Aquaspirillum(水生螺菌属)和Bilophococcus(嗜胆球菌属)等趋磁细菌中,大小均匀(20-100nm),数目不等(2-20颗),形状为平截八面体,平行六面体或六棱柱体等,成分四氧化三铁,外有一层磷脂,蛋白质或糖蛋白膜包裹,无毒,具有导向功能,即借鞭毛引导细菌游向最有利的泥,水界面微氧环境处生活.趋磁细菌还有一定的实用前景,包括用作磁性定向药物和抗体,以及制造生物传感器等.
正文
趋磁细菌（Magnetotactic bacterium）是一类在外磁场的作用下能作定向运动并在体内形成纳米磁性颗粒——磁小体(Magnetosome)的细菌，其主要分布于土壤、湖泊和海洋等水底污泥中。
趋磁细菌细胞内磁小体的主要成分为Fe3O4和Fe3S4。
从医学角度，应用趋磁细菌为生物模式，研究磁场对生物作用的机理，以此研究磁场对人体的作用。
磁小体来自活体细胞，不会产生任何毒性，因此可用作酶、药物、抗体和基因等的载体；而物理界看重的则是趋磁细菌体内形成的大小均匀一致、颗粒在25nm-120nm之间的磁小体，在细胞内简单地合成，大小正好处在稳定的单磁畴晶体范围内。
1993年开始在中科院特别支持费和国家自然科学基金的支持下，在世界上首次从黄土剖面土壤中分离到了一株趋磁细菌，最近又从矿山土壤等样品中分离出了易培养，且磁小体产生量大的趋磁细菌，并对其培养条件、磁小体的提纯、磁小体形态和组成成分等进行了研究。
应用领域和市场预测：磁小体因其颗粒小而均匀，具有较大的表面积体积比，且磁小体外有生物膜包被，颗粒间不聚集，也没有细胞毒性，因而将在许多领域有潜在的不可估量的应用价值。
日本学者Mrtsunaga早在1991年就预计趋磁细菌的磁小体在未来的10年中将是高新技术应用中的一种新的生物资源。
目前已知趋磁细菌在高新技术中的用途主要有：
1.在信息存储中的应用：磁小体具有超微性（纳米级）、均匀性和无毒性，可生产品位高的磁性生物材料，国外已开始了高清晰、高保真的大容量超高密度磁记录材料的开发。
2.在传感技术中的应用：日本研究人员已成功地将磁小体用于新型生物传感器的研究开发中。
将抗体固定在磁小体微粒上，可定性或定量地检测多种蛋白抗原。
3.在医疗卫生上的应用：作为酶、药物或核酸（DNA、RNA）的载体：把药物或抗体等固定在磁小体上，在外磁场的作用下，变成“运载火箭”直接轰击靶区-病灶，从而提高对癌细胞等的杀伤力。
4.制备磁化细胞：日本学者Matsunaga等成功地将羊红细胞与趋磁细菌的细胞利用原生质体融合技术，获得具有磁敏感性的融合子-磁性红细胞，在磁场的作用下，磁性红细胞仍保持原来形态。
趋磁细菌还可望用于废水处理、发酵工业、人体内废物“透析”，加工含铁食品和饮料等领域，因此具有巨大的不可估量的应用价值和市场开发前景。
研究与开发
基于国内外趋磁细菌的研究现状及本工作基础和趋磁细菌广阔的应用前景，拟从以下方面对趋磁细菌进行研究与开发。
1. 趋磁细菌的大量培养和磁小体的提纯；
2. 趋磁细菌的遗传特点与磁小体形成的分子机制研究；
3. 磁小体合成基因的克隆与转化，以利于工厂化生产。