磁小体为细菌导航

新民晚报 4165 2013-12-25

图片说明:磁小体通过排列顺序的变化来指挥趋磁细菌的运动方向

 

图片说明:趋磁细菌显微图


 

  通常我们在服用治病良药时,药物是进入血液循环到全身,在治疗疾病的同时可能伤害其他健康细胞。近年来,科学家发现,如果能用一些天然物质为药物导航,可以让药物直接输送到需要治疗的部位。最近,法国研究人员发现,细菌中的磁小体就是这样一种天然物质。

  在自然界中,有一种名为趋磁细菌的微生物。这种细菌有一个很特殊的特性,它们没有眼睛,也没有复杂的感觉器官。那么,它们怎么把握自己的运动方向呢?原来,它们体内有一种名为磁小体的物质,知道它们向着地球磁场的方向运动。也就是说,无论它们在河流还是在海洋中,它们都会在磁小体的指挥下向底部运动,从底部的淤泥中寻找食物。

  磁小体是趋磁细菌细胞内合成的磁性纳米粒子,大小为20~120纳米,成分为四氧化三铁或四硫化三铁,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。在地球磁场的作用下,趋磁细菌可凭借磁力向更适宜其生存的贫氧深水区移动。这些磁小体就如同指南针一样纵向排列,为趋磁细菌“导航”。

  如果科学家能人工合成磁小体,就可以把这些磁小体装入到药物中,利用磁小体的作用原理来把药物定向地运送到身体相关组织或器官。法国国家科研中心的研究人员经过多年的研究,揭示了趋磁细菌体内合成磁小体的机制,这样就为人工合成磁小体指明了方向。

  研究人员表示,磁小体一个最重要的特点是外被生物膜,使其具有更大的应用潜力,是极其优良的生物磁性纳米材料,应用领域主要用于分子生物学研究、靶向药物开发、疾病早期诊断试剂盒的开发等方面。由于磁小体可以指挥趋磁细菌向河底淤泥方向运动,科学家还可以把合成磁小体的基因转移到其他去污微生物中,成为水域去污机构和城市污水处理厂的好帮手。

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