Science：“食油”微生物重塑油滴，加速碳氢化合物的生物降解
摘要：研究人员报告称，“食油”的硼库木糖菌形成“树突状”生物膜，重塑油滴，以加快消耗速度。
研究人员报告称，“食油”的Alcanivorax borkumensis 菌形成“树突状”生物膜，重塑油滴，以加快消耗速度。研究结果揭示了这种特殊的细菌如何优化油的生物降解和消耗。
图1 研究揭示了特殊细菌如何优化油的生物降解和消耗
专性烃裂解菌(OHCB)通过消耗碳氢化合物作为唯一的碳和能量来源而生存。众所周知，这些海洋细菌在全球石油泄漏的生物修复中发挥着不可或缺的作用。A. borkumensis(或Alca)是一种以有机酸和烷烃为食的需氧棒状OHBC，在石油泄漏期间繁殖，以利用原油中含有的碳氢化合物。在消耗烷烃的过程中，Alca在油滴周围形成生物膜。然而，生物膜形成在这种细菌降解和消耗碳氢化合物中的作用尚不清楚。
为了解决这些问题，Manoj Prasad和他的同事开发了一种微流体装置，可以捕获和实时成像细菌覆盖的油滴，使作者能够观察生物膜从最初的表面定植到完全消耗油滴的完整动态。Prasad等人发现生物膜形态的变化取决于对石油消耗的适应。在新接触油的培养中，Alca形成一层厚厚的球形生物膜，从油中向外生长，油滴在被消耗时基本保持球形。然而，长期暴露于油中的培养物形成了一层薄薄的生物膜，上面有手指状的突起，作者称之为“树突状”生物膜。
图2 描述表型鉴定的培养方法示意图
根据研究结果，随着细菌细胞的增殖，树突状生物膜改变了油水界面张力，弯曲并重塑了油滴。这导致液滴表面积的增加，优化和加速了不断增长的细菌种群的消耗。因此，Alca细胞的油消耗效率不是通过增加个体代谢油的能力来实现的，而是通过扩大液滴的界面特性来实现的，从而允许更多的Alca细胞同时进食。
“Alca无法单独降解原油中的数千种碳氢化合物。这需要一个多样化的微生物群落，它们相互作用，有时还会竞争，从单一物种与表面的微观相互作用转变为宏观尺度的多物种过程，将提高我们对驱动生物降解和石油泄漏到海洋中的运输机制的理解。
[1] Alcanivorax borkumensis biofilms enhance oil degradation by interfacial tubulation
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