中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心坐落于安徽省合肥市风景秀丽的科学岛，2008年4月30日经中国科学院批准成立，依托中国科学院合肥物质科学研究院管理（科发人教字〔2008〕133号），其前身是2005年12月20日成立的“合肥强磁场科学技术研究中心”。中心目标：发展强磁... 更多简介 +
稳态强磁场实验装置（Steady High Magnetic Field Facility，简称SHMFF）是国家发改委支持的“十一五”国家重大科技基础设施。SHMFF法人单位是中国科学院合肥物质科学研究院，共建单位是中国科学技术大学。各项任务以中国科学院强磁场科学中心为依托完成... 更多简介 +
近日，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心王俊峰研究员课题组，依托强磁场超导磁体实验平台，揭示了7 T磁场对趋磁细菌生理与分子水平的显著影响。相关成果以题为“Influence of a 7 T magnetic field on growth, biomineralization, and denitrification metabolism in Magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1”发表于国际权威期刊Applied and Environmental Microbiology。
趋磁细菌是一类典型磁感应的微生物，在地球磁场这部“天然导航仪”的指引下，趋磁细菌凭借细胞内由纳米级磁小体排列而成的“生物磁针”，可沿磁力线精准定向运动。这一独特能力不仅帮助它们在复杂水体环境中快速锁定最适生境，也为解析磁场与生物体耦合机制提供了理想模型。大量实验证实，地磁场在趋磁细菌生长调控、代谢适应以及磁小体生物矿化过程中发挥关键作用，然而，现有研究多聚焦于天然地磁场范围内的感应与响应，高强度磁场下趋磁细菌的生物学行为仍是“盲区”。
团队首次系统评估了7 T稳态强磁场对趋磁细菌MSR-1的生理、矿化及转录组影响。结果显示，强磁场显著加速菌体生长约24.96%，磁小体产量提升，而单体晶体尺寸基本保持不变。转录组数据进一步指出，关键反硝化酶基因表达上调约2倍，暗示氮代谢在高磁场适应中扮演核心角色。PTR-MS实时监测证实，NO和N₂O产量提升约3.77倍和1.95倍，直接验证了反硝化通路的增强。该研究填补了高磁场下趋磁细菌响应机制的空白，为解析微生物磁生物学效应及开发磁控代谢技术提供了新线索。
强磁场科学中心博士生张静与中国科学院地质与地球物理研究所万娟研究员共同担任第一作者，强磁场科学中心马坤副研究员与中国科学院地质与地球物理研究所张同伟高级工程师为共同通讯作者。该研究获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金以及安徽省自然科学基金等项目的支持。
文章链接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/aem.01069-25
图1：MSR-1菌株在7 T磁场中的生长加快情况
图2：7 T磁场对MSR-1菌株磁小体生物矿化的影响
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