环境微生物演讲讲述.pptx

Radioresistance-Radiodurans 抗辐射菌-耐辐射异常球菌 Produced By： 叶炜宗 胡蕴仪 Origin Brief 1956年，美国科学家Anderson AW等首次在X-ray辐射灭菌后的变质罐头首次分离出抗辐射球菌-耐辐射异常球菌。目前已报道的原核耐辐射微生物分布于细菌界和古菌界。其中包括细菌界中以下几个属:Deinococcus，Rubrobacter， Kineococcus， Acinetobacter， Methylobacteri-um， Truepera等等。 其中 Rubrobacter、Kineo-coccus 是属于放线门菌(Actinobacteria)， Deinococcus 属于异常－ 栖 热 门 菌 ( Deinococcus-Thermus) Acinetobacter 和 Methylobacterium, Lysobacter 属于变形门菌(Proteobacteria)。 而古菌中 Thermococcus 属为的广古门菌(Eur-yarchaeota)。在已报道原核耐辐射微生物中Deinococcus 属的耐辐射微生物研究最多。 General Opinions Its Structure 综上所述， 大多数耐辐射微生物都是分离自比较恶劣的环境中， 比如:沙漠、 高热、 核试验区域等等， 有的是革兰氏阳性菌， 有些革兰氏阴性菌， 有些是杆菌，有些是球菌， 而且它们中的很多成员都具有红色或者粉红色的色素。在这些耐辐射微生物中， Deinococcus，Thermococcus 和 Rubrobacter 的成员显示了较高水平的辐射抗性， 有些菌株能够耐受高于 30kGy 的 γ 辐射。 Recovery Mechanism 现有研究认为，该菌的抗性机制主要缘于三个方面： 1.DNA损伤的高效修复 2.特殊的生存方式； 3.对氧自由基的有效清除。 其中DNA修复有两种途径其一条途径由紫外线核酸内切酶 α介导，它能识别很多种类 DNA损伤，切除 DNA 损伤及其附近的核苷酸；而另一途径由紫外线核酸内切酶 β介导，对紫外线二聚体光合物具有特异性。 电离辐射通过间接作用能在细胞中产生大量的自由基，而 SOD(超氧化物歧化酶), CAT (过氧化氢酶), POD (过氧化物酶) 等能有效清除自由基，所以生物体内这三种酶的含量和活性高低在相当程度上与生物体的抗辐射能力有关。而耐辐射异常球菌通过奠定突变产生的CAT和SOD表明其比野生型抗辐射球菌对电离更加敏感。在有DNA修复缺陷的抗辐射球菌中，SOD的活性比野生型的低，说明SOD和CAT对耐辐射异常球菌的抗辐射幸有一定贡献。 Perspiration Function 由于抗辐射球菌易于被染色体 DNA 和质粒DNA 自然转化，它容易被改造而运用于清除堆积的核废料，包括含有 Hg2+等金属离子的废料，甲苯、氯苯、 3，4-二氯 -1- 丁烯等有机废料 。因此随着抗辐射球菌耐辐射机制的深入研究，它将在生命科学和环境保护方面具有广阔的应用前景。 1.污染环境的生物修复 很多耐辐射微生物本身就能对一些污染物进行生物降解， 邻苯二甲酸酯是广泛用于化妆品、 香水、 增塑剂的一类酞酸酯化合物，由于广泛使用， 该化合物在污水、 污泥等环境中都能检测到。很多国家认为该化合物是内分泌干扰物， 研究发现 耐辐射球菌(Deinococcusradiodurans) 可以降解该类化合物。 抗辐射菌可以处理汞、 铬和铅。例如， 有研究者将大肠杆菌中的编码汞离子还原酶(MerA) 的 merA 基因克隆到耐辐射球菌细胞中， 可以将高毒性的、 硫醇反应活性的汞离子 Hg(II)， 还原为毒性较小的、 几乎是惰性的挥发性元素汞 Hg(0)。而将肠炎沙门菌亚属编码非特异性酸性磷酸酶(PhoN)基因， 导入耐辐射球菌，可沉淀重金属， 有效处理辐射污染的重金属的污染。 利用基因重组技术， 可以构建具有降解毒性有机污染物的耐辐射球菌菌株， 例如， 假单胞菌的甲苯双加氧酶基因(TDO) 可以在耐辐射球菌细胞中有效地表达。在慢性辐照下， 这些菌株可以降解氧化甲苯、 氯代苯以及 3，4 － 二氯 － 1丁烯。 2.污染环境的监测 利用耐辐射微生物对于高辐射环境的耐受性， 可以将其改造为可以监测辐射环境的的生物传感器， 用于检测辐射环境污染的情况。 浙 江 大 学 的 范 陆 通 过