納米材料給人類生產(chǎn)生活帶來便利的同時(shí)，其廢棄物進(jìn)入環(huán)境中會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成污染和潛在威脅。微生物是生物體應(yīng)對(duì)外源污染的重要防線，也是生理過程的重要調(diào)節(jié)器，探究微生物在納米污染脅迫下的代謝失衡行為有助于評(píng)估納米污染的生物風(fēng)險(xiǎn)。

微生物在納米污染脅迫下的代謝失衡行為研究示意圖

　　省科學(xué)院測(cè)試分析研究所（中國廣州分析測(cè)試中心）省化學(xué)測(cè)量與應(yīng)急檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室超微量分析研究團(tuán)隊(duì)與齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）合作，基于非靶向代謝組學(xué)研究方法，研究揭示了體外培養(yǎng)大腸桿菌在6種典型納米材料污染脅迫下的生長和代謝失衡行為。

　　研究團(tuán)隊(duì)在體外培養(yǎng)大腸桿菌中分別施加不同的納米污染（納米塑料、納米銀、納米二氧化鈦、納米氧化鋅、碳量子點(diǎn)、半導(dǎo)體量子點(diǎn)），污染暴露劑量設(shè)定與該污染物的環(huán)境濃度水平相關(guān)（1 μg/mL）。研究顯示，不同納米污染暴露對(duì)模式大腸桿菌的生長抑制表現(xiàn)出顯著差異，納米塑料、氧化鋅與半導(dǎo)體量子點(diǎn)的毒性效應(yīng)更強(qiáng)，碳量子點(diǎn)的毒性最低。在不同納米材料暴露下，模式大腸桿菌的代謝失調(diào)特征及受擾代謝通路也均表現(xiàn)出顯著差異，納米氧化鋅暴露下大腸桿菌的代謝失調(diào)最為顯著。而肽聚糖生物合成、半胱氨酸和蛋氨酸代謝、精氨酸和脯氨酸代謝是各納米材料暴露下大腸桿菌普遍顯著受擾的三個(gè)代謝通路。

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在中國科技期刊卓越行動(dòng)計(jì)劃重點(diǎn)期刊《Frontiers of Environmental Science & Engineering》[環(huán)境科學(xué)與工程前沿（英文）]上。相關(guān)研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金、廣州市科技計(jì)劃、廣東省企業(yè)科技特派員專項(xiàng)等項(xiàng)目的資助。

　　論文信息：Shuqin Liu, Rui Wu, Xi Yang, Shuting Fang, Zhangmin Xiang*, Shenghong Yang*, Gangfeng Ouyang (2022). Water-dispersible nano-pollutions reshape microbial metabolism in type-specific manners: A metabolic and bacteriological investigation in Escherichia coli. Front. Environ. Sci. Eng. 2022, 16(9): 116.

　　論文鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007/s11783-022-1548-1

　　（省科學(xué)院測(cè)試所 劉舒芹/供稿）