Cells（IF=7.666）静磁场对大肠杆菌生长的影响

上海师范大学生命科学学院研究团队在生物学领域期刊Cells在线发表了题为“Static Magnetic Field Inhibits Growth of Escherichia coli Colonies via Restriction of Carbon Source Utilization”的文章，采用250mT静磁场环境培养大肠杆菌，并分析大肠杆菌生长过程中转录组学和代谢组学变化。

研究发现，与对照相比，10 ℃，250 mT磁场环境下孵育1小时，大肠杆菌菌落平均直径显著低于对照。经过高通量转录组学分析，磁场环境下，大肠杆菌中202个基因表达发生显著变化，其中71.8%下调，28.2%上调。下调基因在氨基酸、乙醛酸和二羧酸以及脂肪为主的代谢和环境胁迫相关的代谢中显著富集。磁场环境下，参与三羧酸（TCA）循环、脂肪代谢、碳代谢、氮代谢相关酶的编码基因下调，通过群体感应机制影响细菌生长。上调基因富集在芳香族氨基酸生物合成途径、嘧啶代谢和次生代谢产物生物合成中，磁场通过鞭毛发育和信号转导影响鞭毛功能。评估大肠杆菌代谢组学变化，与对照相比，磁场环境下累计55种代谢物具有显著差异，磷脂变化最为明显，磁场环境下大肠杆菌磷脂的轻度组成发生改变。除硬脂酸外，长链脂肪酸水平提高，中链脂肪酸水平下降，长链脂肪酸降解受到抑制。此外，磁场环境上调了色氨酸代谢基因的表达，下调了苯丙氨酸代谢基因的表达。通过添加乙醇酸盐和乙醛酸酯可以消除磁场对大肠杆菌生长抑制影响，乙醇酸氧化酶是介导磁场对大肠杆菌生长抑制作用的重要因素。磁生物学的研究与发展，是探究生物生长代谢的重要途径。