磁性细菌由于其细胞内串联的磁性纳米粒子(磁小体)而具有非凡的能力。拜罗伊特大学的一个研究小组现已在一系列广泛的实验中将负责产生这些颗粒的大约30个基因全部转移到非磁性细菌中。

这产生了许多现在能够产生磁小体的新细菌菌株。《自然纳米技术》中提出的研究成果对于磁化活细胞的生成具有开创性，这对于开发生物医学创新诊断和治疗方法具有巨大潜力。

基于广泛的研究，研究人员初步鉴定出25种非磁性变形菌——迄今为止最广泛的细菌领域——特别适合基因转移和研究磁小体形成。生化特性和特定基因序列的可用性都是决定性因素。

磁化在七个物种中取得了成功：这些细菌不断产生磁小体，其中含铁磁铁矿晶体以类似于供体细菌Magnetospirillumgryphiswaldense的方式链接在一起。

“就生物医学的未来应用而言，特别有希望的是，我们已经成功基因改造的两种细菌已经广泛应用于生物技术中。”

“根据目前的研究状况，它们与人体细胞具有良好的相容性。这为各种生物医学应用开辟了新的前景，例如，微型机器人控制的活性药物成分运输、磁成像技术，甚至是这项新研究的第一作者、拜罗伊特微生物学研究小组的研究员MarinaDziuba博士说。

拜罗伊特的研究人员更详细地研究了新转基因细菌菌株产生的磁小体，从而确定了许多可能与磁小体形成有因果关系的因素。

这些菌株的基因组与那些未能产生磁小体的转基因细菌的基因组之间的比较也带来了有价值的见解。有大量证据表明，转基因细菌菌株的磁小体形成与其光合作用或参与不依赖氧气的所谓无氧呼吸过程的能力密切相关。

总体而言，这项新研究表明，当转基因细菌无法形成磁小体时，它们所缺乏的并不是单一或少数特定基因。相反，它们在接收外源基因簇后合成磁小体的决定性因素是某些代谢特性和有效利用外源基因的遗传信息生产细胞蛋白的能力的结合。

“我们的研究表明，需要进一步的研究来详细了解磁小体的生物合成，确定其转移的障碍，并制定克服这些障碍的策略。然而，与此同时，我们的结果为支持磁小体形成的代谢过程提供了新的线索。“因此，它们为未来研究设计适合生物医学和生物技术创新的生物相容性磁性细菌新菌株的方法提供了一个框架，”拜罗伊特大学微生物学系主任DirkSchüler教授解释道。

在早期的研究中，拜罗伊特团队已经成功地将负责磁小体形成的基因从一种用于研究的模型生物磁螺菌细菌中引入到非磁性细菌的基因组中。然而，只有在少数情况下，这种基因转移会产生转基因细菌，而这些细菌又开始形成磁小体。

目前还完全不清楚哪些因素可能影响转基因细菌是否产生磁小体。在此背景下，现已发表的这项研究为活细胞的定向磁化提供了重要的新动力，匈牙利维斯普雷姆潘诺尼亚大学的研究合作伙伴也参与了这项研究。

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