2021年2月,國際知名學術刊物《Journal of Hazardous Materials》(Top期刊,中科院和JCR雙一區,IF: 9.038)在線發表了我校伟德官网下app官方网站崔岱宗博士的題為“The cytotoxicity of endogenous CdS and Cd2+ions during CdS NPs biosynthesis”的研究論文,通訊作者為趙敏教授。
無論Cd2+還是CdS NPs都可對細菌細胞造成顯著毒性。多項研究表明,環境中镉濃度僅為μmol/L甚至nmol/L級即可對受試細菌細胞産生顯著抑制甚至殺滅作用。然而有趣的是,某些細菌可在細胞内/外高效合成CdS NPs。在整個合成過程中,合成細胞要耐受mmol/L級的镉。上述現象給研究團隊留下了諸多問号:相比較镉敏感細菌,CdS合成細菌細胞内抵禦高濃度Cd2+和CdS所産生細胞毒性的機制是什麼?CdS合成過程中,細胞内外Cd2+和CdS的濃度是動态變化的,該變化是否使合成細胞的應激機制也發生變化?微生物短期内大量合成CdS NPs可能的生物學意義是什麼?
針對上述疑問,該研究首次揭示了E. coliCD-2細胞在合成納米粒子的過程中,細胞内外Cd2+及CdS濃度的動态變化規律;證實在整個合成過程中,細菌細胞均面臨高Cd2+或CdS環境給其帶來的巨大氧化壓力;發現在高毒環境中,合成細胞始終保持基本正常的合成代謝及分裂能力;系統解析合成細胞抗镉的分子機理并首次提出合成細胞在面對分别由Cd2+及CdS産生的氧化壓力所采取的應激方式是不同的。目前,該團隊正在研究内源CdS NPs在一定條件下對細胞合成代謝産生促進作用的可能性,深入探讨微生物胞内合成金屬硫化物的生物學意義。
該成果系崔岱宗博士以第一作者身份在《Journal of Hazardous Materials》上發表的第二篇文章。上一篇文章所關注的焦點為難降解染料廢水的生物處理問題(Daizong Cui;Guofang Li; Dan Zhao; Xiaoxu Gu; Chunlei Wang; Min Zhao*; Microbial community structures in mixed bacterial consortia for azo dye treatment under aerobic and anaerobic conditions, Journal of Hazardous Materials, 2012, 221-222: 185-192)。