中国微生物学会第十二届地质微生物学学术研讨会

死亡裂解是重要的生命演替过程，研究者对一些重要微生物，如致病菌、益生菌的死亡过程进行了探索，极大推动了该类菌种的应用与发展。胞外呼吸微生物因能通过胞外电子传递完成厌氧呼吸而具有其特殊性，但其死亡相关研究报道尚缺。Shewanella oneidensis MR-1最典型的电活性微生物之一，该菌株表现出不同寻常的裂解表型，原因不明。我们利用野生型、异源表达视紫红质型、以及基因敲除型工程菌株进行探索，利用电子穿梭体作为控制条件，结合转录组分析、原位电化学-荧光显微技术，证实了S. oneidensis MR-1存在一种由胞外电子传递速率受限引发的质子动力势依赖型细胞裂解。电子穿梭体加速了胞外电子传递速率，使得电子传递耦合的跨膜质子转移显著增强，导致周质H⁺浓度增加，质子动力势（PMF）提升，从而抑制了菌种自溶系统的运作。相反，其直接电子转移无法维持足够的PMF，使得自溶系统启动，从而引发裂解。这一裂解过程并不是完全不利于该菌生长，裂解的发生促进了S. oneidensis MR-1生物膜形成，表现出重要的微生物生态学意义。我们的研究建立了胞外电子传递与细胞裂解之间的科学联系，为更深入地了解电活性微生物、认识电子穿梭在生物地球化学和生物电化学领域的重要性做出了贡献。
 

希瓦氏菌,胞外电子传递,质子动力势,生物膜,死亡裂解