石良教授国家自然科学基金重大研究

计划重点支持项目获批

近日获悉，我院生物系石良教授关于微生物种间电子直接传导分子机理研究的重点支持项目获得国家自然科学基金委员会的批准。这一项目属于“水圈微生物驱动地球元素循环的机制”重大研究计划。项目起止年月：2019年1月至2022年12月。在厌氧环境中，如地下、湿地、稻田、湖底及海底，一种微生物可将电子直接传导给另一种微生物(即微生物种间电子直接传导)，将两种不同微生物的代谢途径耦合在一起。微生物种间电子直接传导不仅是微生物胞外电子传导的一个重要方式，也是微生物物质与能量转换和代谢的一个新途径和新调控机制。它对于建立不同微生物种群的互利共生关系、维持微生物膜功能以及微生物-环境之间的相互作用均起着不可替代的作用。拥有种间电子直接传导能力的微生物也在驱动碳和硫，特别是流域碳，的转化与循环中起着重要的作用。另外，微生物种间直接电子传导可用于污染环境的生物修复、污水处理、合成生物燃料和生产新型纳米材料以及生物电子原件。因此，微生物种间电子直接传导是水圈及地质微生物学、地球生物化学和多种应用学科研究的热点和前沿领域。

细菌-古菌的互利共生，包括以电子直接传导为基础的互利共生，直接参与甲烷的合成(4亿吨/年)及与硫酸盐还原耦合的甲烷厌氧氧化(3亿吨/年)。地杆菌是最常见的异化铁还原细菌。以种间电子直接传导为基础的地杆菌-甲烷八叠球菌互利共生常见于湿地、湖底和海底。另外，在厌氧水体中(湿地、湖底和海底)，甲烷八叠球菌是甲烷合成的优势功能菌。最后，金属还原地杆菌和巴氏甲烷八叠球菌均有成熟可靠的遗传操作系统，使得从分子水平上研究种间电子直接传导成为可能。因此，石良教授的团队拟以金属还原地杆菌-巴氏甲烷八叠球菌的互利共生为模式系统研究细菌-古菌之间电子直接传导的分子机理。

以种间电子直接传导为基础的金属还原地杆菌-巴氏甲烷八叠球菌互利共生

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