近日，中國科學院合肥物質院強磁場中心王俊峰研究員課題組，依托強磁場超導磁體實驗平臺，揭示了7 T磁場對趨磁細菌生理與分子水平的顯著影響。相關成果發表于國際權威期刊Applied and Environmental Microbiology。

趨磁細菌是一類典型磁感應的微生物，在地球磁場這部“天然導航儀”的指引下，趨磁細菌憑借細胞內由納米級磁小體排列而成的“生物磁針”，可沿磁力線精準定向運動。這一獨特能力不僅幫助它們在復雜水體環境中快速鎖定最適生境，也為解析磁場與生物體耦合機制提供了理想模型。大量實驗證實，地磁場在趨磁細菌生長調控、代謝適應以及磁小體生物礦化過程中發揮關鍵作用，然而，現有研究多聚焦于天然地磁場范圍內的感應與響應，高強度磁場下趨磁細菌的生物學行為仍是“盲區”。

團隊首次系統評估了7 T穩態強磁場對趨磁細菌MSR-1的生理、礦化及轉錄組影響。結果顯示，強磁場顯著加速菌體生長約24.96%，磁小體產量提升，而單體晶體尺寸基本保持不變。轉錄組數據進一步指出，關鍵反硝化酶基因表達上調約2倍，暗示氮代謝在高磁場適應中扮演核心角色。PTR-MS實時監測證實，NO和N?O產量提升約3.77倍和1.95倍，直接驗證了反硝化通路的增強。該研究填補了高磁場下趨磁細菌響應機制的空白，為解析微生物磁生物學效應及開發磁控代謝技術提供了新線索。

合肥物質院強磁場中心博士生張靜與中國科學院地質與地球物理研究所萬娟研究員共同擔任第一作者，強磁場中心馬坤副研究員與中國科學院地質與地球物理研究所張同偉高級工程師為共同通訊作者。該研究獲得了國家重點研發計劃、國家自然科學基金以及安徽省自然科學基金等項目的支持。

文章鏈接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/aem.01069-25

圖1：MSR-1菌株在7 T磁場中的生長加快情況

圖2：7 T磁場對MSR-1菌株磁小體生物礦化的影響