Nature 子刊報導海洋所生物膜胞外多聚物研究重要論述
近日,海洋所特聘研究員Hans-Curt Flemming在Nature Reviews Microbiology(影響因子69.2)發(fā)表了關于生物膜胞外多聚物的重要綜述,重點討論了生物膜中的胞外多聚物(EPS)在天然環(huán)境和人工構筑環(huán)境中對生物地球化學循環(huán)過程以及其它環(huán)境化學過程的正面和負面影響,并指出了EPS對生物污損和微生物腐蝕(MIC)的重要影響作用,拓展和提升了當前對相關領域研究的認知,為理論研究和技術發(fā)展指明了方向。

EPS通過影響氧濃差電池和電子轉移過程影響鋼鐵的腐蝕
EPS是指由微生物分泌的多糖、蛋白質、脂類等胞外物質的統(tǒng)稱。EPS能夠促進生物膜中細胞的交流,并可吸附環(huán)境中的有機物、金屬離子和化學污染物等,在生物膜形成過程中能夠加速微生物在界面的黏附,因此對生物膜的形成和發(fā)展至關重要。EPS在天然環(huán)境如土壤、沉積物和海洋中有利于維持生物膜系統(tǒng)穩(wěn)定、提高營養(yǎng)物質的利用率等。但在人工環(huán)境如污水處理廠、飲用水系統(tǒng)中,EPS可加劇生物污損和MIC的發(fā)生。此外,EPS在自修復混凝土等實際應用領域也具備重要的應用潛力。
本研究指出EPS的相關研究仍然是生物膜領域研究的短板,一些至關重要的科學技術問題,包括哪一種微生物可以產(chǎn)生哪一種EPS?EPS如何影響生物膜耐藥性?如何更高效的從生物膜中獲得可產(chǎn)EPS的微生物?如何調控和提高EPS的產(chǎn)量使其能夠服務于一些生物技術行業(yè)等。H.-C. Flemming研究員提出,通過綜合使用一些先進的技術手段和工具如微生物組學與分離培養(yǎng)方法,使用超濾膜分離EPS中的蛋白和多糖等物質,可能會助力以上問題解決和突破。
H.-C. Flemming研究員是杜伊斯堡-埃森大學生物膜中心前主任、名譽教授,新加坡南洋理工大學、新加坡國立環(huán)境生命科學工程中心訪問教授,現(xiàn)任中國科學院海洋研究所特聘研究員,曾任國際生物腐蝕和生物降解協(xié)會主席,從事生物膜和MIC研究已有30多年,是德國生物膜研究的先驅者之一,創(chuàng)立了德國杜伊斯堡-埃森大學生物膜中心,發(fā)表300多篇學術論文,單篇引用超過6000次。
論文來源:
Flemming, H.-C., et al. (2024). "Microbial extracellular polymeric substances in the environment, technology and medicine." Nature Reviews Microbiology.DOI10.1038/s41579-024-01098-y
文/張一夢 張瑞永
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