不同种属细菌细胞之间的电子传递过程是近年来国际上新发现的微生物能量代谢过程，直接种间电子转移（DIET）是其中最重要的一种种间电子传递模式。DIET对于维持微生物群落功能、驱动地球元素循环和污染物迁移转化至关重要，已成为环境和地学领域研究的国际前沿。但是，DIET如何发生及其如何进行人工调控一直是困扰这一领域的、悬而未决的关键基础科学难题。

近日，我校雍阳春团队在《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition (IF:16.6))杂志上发表题为“Unnatural Direct Interspecies Electron Transfer Enabled by Living Cell-Cell Click Chemistry”的最新研究成果，针对以上关键难题，提出了“细胞间距”是决定DIET的关键因素的科学假说和“细胞鹊桥工程”的DIET人工调控新思想（图1）。据此，课题组以希瓦氏菌（S. oneidensis，SO）和沼泽红单胞菌(R. palustris, RP)为典型模型，设计了活细胞点击化学（Living Cell-Cell Click Chemistry）新策略。该策略为SO菌和RP菌搭建“鹊桥”，使“牛郎”菌（SO）终与“织女”菌（RP）相会，实现了不同种属细胞之间分子尺度的特异性直接链接。

全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202402318

分析测试中心的激光共聚焦系统（TCS SP5）为本实验提供了重要数据支撑。研究团队在SO与RP的细胞外表面引入炔基或叠氮修饰的单糖，并通过对应的炔基和叠氮基团荧光染料验证了细胞表面成功修饰上以上基团，通过CLSM观察发现，随着Click时间的延长，叠氮荧光染料染色产生的细胞荧光逐渐减弱，这表明修饰SO上的游离叠氮基团逐渐被修饰RP的炔基团阻断，从而证明SO与RP之间的细胞-细胞Click是成功的，并表明建立了细胞-细胞Click连接。（图1）

                      图1利用活细胞Click在SO和RP之间建立共价连接

该研究中，分析测试中心的激光共聚焦系统和120KV透射电子显微镜（HT7800）为Click反应后SO与RP细胞之间形成的特异性直接链接提供了荧光原位杂交（FISH）和TEM表征（图2）。在FISH分析中，简单混合（Mix）的SO和RP相互分离，几乎没有物理接触。然而，Click组出现了明显的细胞聚集，发出连接后的黄色荧光的细胞比例高达81%。此外，Click后SO和RP细胞之间实现了紧密连接。研究团队接下来利用SO的生物矿化能力进一步区分了SO和RP，可以清楚地观察到表面标记有Pd纳米颗粒的SO和RP细胞在side-by-side模式的紧密相连。

图2. 利用活细胞Click建立的细胞-细胞连接的表征

支撑设备

激光共聚焦系统Leica TCS SP5

120KV透射电子显微镜HT7800

  近年来，分析测试中心不断加强仪器功能拓展和技术方法创新，以高水平的测试服务扎实支撑我校学科建设与发展。

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