一种趋磁螺菌及其制备方法和应用 技术领域 本发明涉及纳米生物技术领域， 具体地涉及一种能产生超顺磁性纳米磁小体的 趋磁螺 菌菌株 ME-1 , 同时还涉及一种采集该趋磁螺菌的装置， 还涉及该趋磁螺菌的发酵方法， 还 涉及该趋磁螺菌在制备超顺磁性磁小体中的应 用。 背景技术 趋磁细菌是一类能在胞内形成纳米磁小体的特 殊细菌， 其形成的磁小体具有外磁场可 操控性、 晶型稳定、 纳米尺寸、 生物安全性优良、 外被生物膜而不易团聚等特点， 在免疫检 测、 药物输送、 多功能分子载体、 肿瘤磁热疗、 核磁共振成像等方面显示出相较于其他材料 的巨大优势， 特别是在靶向药物治疗上具有重要的应用前景 。 但是， 一方面是现有趋磁细菌菌株发酵培养困难， 难以通过大量培养趋磁细菌获得足 够的磁小体进行商业化应用， 因此磁小体的应用目前仍然只是停留在概念验 证阶段。找到生 产性状优良的趋磁细菌菌种一直是该领域面临 的难题。 中国专利 ZL02115867.3、 ZL02115868.1和 CN1952112A分别提出的"一种淤泥趋磁细菌及其分� ��纯化和制备磁小体的 方法"、 "一种铁矿趋磁细菌及其分离纯化和制备磁小� �的方法 "和"一种兼性厌氧趋磁细菌及 其分离、 纯培养方法和磁小体的提纯、 纯化方法"， 虽然能够得到磁小体， 但仍未见深入研 究及规模化生产和应用的报道。另一方面， 目前国际上分离纯化的趋磁细菌所产生的磁小 体 均为单磁畴尺寸磁小体，在作为靶向药物载体 时由于具有剩磁和矫顽力，易于团聚进而容易 导致形成血栓。 美国专禾 lj : US4385119分离的菌株 Afoge«tosp r〃Mff2 magnetotacticum MS-1 所产磁小体大小为 50 纳米且培养条件苛刻无法实现发酵生产磁小体 。 美国专利 US20020012698A1中用 Magentospiri m gryphiswaldense MSR-1所提供磁小体大小为 43〜45 纳米左右， 日本专利 JP7241192A中用 Magentospirillum magneticum AMB-1所提供的磁小体 大小为 50纳米左右。 这三株目前世界上研究最深入的趋磁细菌菌株 所生产的磁小体均为单 磁畴颗粒。 生产颗粒直径更小、 更不易形成血栓、 分散性能更优良的磁小体， 将比传统的磁 小体具有更大的应用价值， 然而利用趋磁细菌生产超顺磁性磁小体至今未 见报道。 发明内容 本发明的目的在于提供了一种能生产超顺磁性 磁小体且易于规模化培养的趋磁螺菌 ME-1 , 该菌株产生大小为 26±5nm的超顺磁性磁小体， 是以往报道的所有趋磁细菌纯培养 菌株产生的磁小体大小的 1/2 左右， 在医学领域具有极大的应用和开发潜力。 该细菌已于 2013年 6月 14日送往中国典型培养物保藏中心保藏，分类� ��名：趋磁螺菌 MagnetospirU m sp. ME-1 ； 保藏编号： CCTCC NO: M2013260 ; 地址： 中国 武汉 武汉大学。 本发明的另一个目的在于提供了一种趋磁螺菌 ME-1的发酵方法， 方法简单， 易行， 该 菌株发酵性能优良， 解决了磁小体产业化生产的一大瓶颈， 具有极大的产业化推广前景。 本发明还有一个目的是在于提供了一种趋磁细 菌采集装置， 该装置设计简洁高效， 易 于手工制作。用于趋磁细菌的采集， 可以直接在自然水体中富集并采集趋磁细菌， 省去了以 往采集泥水样品带回实验室富集的步骤， 避免了实验室富集过程中趋磁细菌多样性的损 失， 进而可以采集到自然水体中更多样天然存在的 趋磁细菌，有效的提高趋磁细菌分离纯培养的 成功率。

本发明最后一个目的是在于提供了一种趋磁螺 菌在制备超顺磁性磁小体中的应用，该超 顺磁性磁小体颗粒具有外被生物膜分散性良好 、包膜可提供大量的生物活性基团用于与其他 分子共价连接、载药磁小体在体内通过降解磁 小体外膜的方式可实现药物的释放、具有良好 的生物相容性和安全性、粒径分布范围窄、晶 形稳定、晶体成分单一无杂质等一系列的优点 。 相较于以往报道的趋磁细菌纯培养菌株所产生 的单磁畴磁小体颗粒，由于大小只有以往报道 单磁畴磁小体颗粒大小的 1/2左右且具有超顺磁性， 因而在应用中不易团聚、 分散性更好、 更不易形成血栓。 为了实现上述的目的， 本发明采用以下技术措施： 一种趋磁螺菌 ME-1， 按照以下制备步骤得到：

1. 采用自制的趋磁细菌采集装置 （图 1 )， 从自然界水域中直接富集并收集趋磁细菌样品 。

2. 利用毛细管 Race-track (RT ) 法 参考 FEMS Microbiology Letters, 1987, 45: 31-35 ) 对获得的样品进一步纯化。

3. 纯化获得的趋磁细菌接种氧-硫梯度培养基（� �法参考 Systematic and Applied Microbiology, 1999, 22:466-471 , 培养基配方见表 1 )， 30°C培养 7天以上。

4. 半固体培养基中出现趋磁细菌盘状生长条带， 取出趋磁细菌培养物采用极限密度梯度稀 释法 （Dilution to Extinction Methods ) 接种趋磁细菌生长培养基 （见表 4)。 5. 获得的纯种培养物经过三次极限密度梯度稀释 法分离进而纯化获得趋磁细菌纯培养菌株。 用光学相差显微镜悬滴法观察菌株磁性， 选取生长最快、 磁性最好的纯培养菌株 Magnetospirillum sp. ME-1。 本发明的趋磁螺菌菌株 MagnetospiriUum sp. ME-1已经在中国 典型培养物保藏中心保藏， 地址： 中国.武汉.武汉大学， 保藏日期： 2013年 6月 14日， 保 藏编号： CCTCC NO:M 2013260， 分类命名为： 趋磁螺菌 M/g«etos^r〃M»j sp. ME-1。 其特征在于该趋磁螺菌为微好氧细菌， 菌体形态为螺旋状， 两端生鞭毛， 菌体大小为 2.62~4.83Χ0.44~0.62μπι,每个菌体产生一条由 10〜31颗大小为 26±5nm的立方八面体或立方 体磁小体组成的磁小体链。磁小体晶体主要组 成为铁、氧， 颗粒处于超顺磁性磁畴大小范围 内， 菌株生理生化特性见表 5。 对趋磁螺菌菌株 sp. ME-1基因组中负责合成磁小体的基因岛进行了� � 析。 单菌落接种生长培养基， 提纯基因组 DNA (方法参考 Journal of Molecular Biology, 1961,3:208-218), 进行基因组测序获得 16SrDNA序列 （该序列如序列表 SEQ No.2所示）， 进行系统发育树分析发现其属于趋磁螺菌属。 获得磁小体基因岛序列（该序列如序列表 SEQ No.3、 SEQ No. l所示）， 与其他几株趋磁螺菌相比， 可以发现该菌株在磁小体基因岛序列 上具有特异性。 一种采集趋磁细菌的装置， 构造如下： 一端开口的圆柱形塑料收集盒 (1);滤纸 (2);金属三脚架 (3);永久强磁铁 (4);和鱼线 (5)。 其连接关系为： 滤纸 (2)通过金属三脚架 (3)实现对圆柱形塑料收集盒 (1)开口端的密封连接， 永久强磁铁 (4)的 S极与圆柱形塑料盒 (1)的闭口端连接，鱼线 (5)与永久强磁铁 (4)的 N极连接。

所述的滤纸为快速定性滤纸， 滤纸孔径为 80〜120微米； 所述的永久强磁铁为纽扣型； 趋磁细菌采集装置使用步骤如下：

①倒置采集装置， 圆柱形塑料收集盒 (1)内注满过滤除菌的原位水；

②用金属三脚架 (3)封上滤纸 (2)， 装上磁铁 (4)及鱼线 (5) ;

③陲入自然水体环境中使装置立于泥水界面 处且采集装置的滤纸面位于泥水界面上方 l〜2cm处， 静置 12小时； ④装置静置 12小时后取出， 卸下三脚架， 小心打开滤纸， 吸取收集盒中的收集液并在 2个小时之内进行光学显微镜观察、 电镜铜网的制作及趋磁细菌的分离培养等操作 。 一种趋磁蠊菌 ME-1的发酵方法， 发 养条件是：

10L发酵罐加装生长培养基 6L， 10%接种量接种， 培养条件为 30°C， 通空气 20L/h， 搅 拌速度与 2%溶氧偶联， 补料与 pH值 6.86偶联。 趋磁螺菌 ME-1在这 种培养条件下 40小时左右长到菌体密度 OD ₅₆₅ 2.5， 可以获得 55mg/L的磁小体产量。 所述生长培养基配方是:维生素混合液 lml/l，矿物质混合液 2 ml/1,磷酸钾缓冲液 (0.1M, pH7.0 ) 10ml/l, 琥珀酸钠 0.05% (m/V)， 乙酸钠 0.05% (m/V)，酵母提取物 0.025% (m/V)， 氯化铵 0.05% (m/V)， 硫酸镁 0.01% (m/V)， 柠檬酸铁 ΙΟΟμΜ, 其中维生素混合液、 矿物 质混合液需培养基灭菌后单独添加过滤除菌液 。 所述补料液配方是：维生素混合液 10ml/l，矿物质混合液 20 ml/1,磷酸钾缓冲液（0.1M, pH7.0 ) lOOml/1, 琥珀酸钠 0. 5% (m/V)， 乙酸钠 0. 5% (m/V)， 酵母提取物 0. 25% (m/V)， 氯化铵 0. 5% (m/V)， 柠檬酸铁 lmM， 其中维生素混合液、 矿物质混合液需培养基灭菌后 单独添加过滤除菌液。 所述维生素混合液配方及配置方法见表 2。 所述矿物质混合液配方及配置方法见表 3。 优选培养基及补料配方如下： 生长培养基配方是： 维生素混合液 3ml/l， 矿物质混合液 2 ml/l， 己二酸 0.2% m/V， 硝 酸铵 0.05% m/V， 酵母提取物 0.05% m/V， 蛋白胨 0.25% m/V， 柠檬酸铁 150μΜ， 其中维生 素混合液、 矿物质混合液需培养基灭菌后单独添加过滤除 菌液； 补料液配方是： 维生素混合液 30ml/l， 矿物质混合液 20 ml/1， 己二酸 2.0% m/V， 硝酸 铵 0.5% m/V， 酵母提取物 0.5% m/V， 蛋白胨 2.5% m/V， 柠檬酸铁 0.05% m/V， 其中维生素 混合液、 矿物质混合液在培养基灭菌后单独添加过滤除 菌液。 所述维生素混合液配方及配置方法见表 2。 所述矿物质混合液配方及配置方法见表 3。 一种趋磁蠊 *¾制备超繊性磁小体中的应用， 其步骤是: 1. 发酵培养， 按照上述发酵培养方法培养趋磁螺菌菌株 ME-1 40小时 左右长到菌体密度 OD ₅₆₅ 2.5停止发酵；

2. 离心收集， 离心收集发酵培养获得的菌体；

3. 洗涤， 用 lOmM PBS (pH7.4 ) 洗涤两次， 重悬于 PBS缓冲液中；

4. 破碎细胞， 压力破碎 （1500bar) 三次；

5. 收集， 破碎后的菌悬液用磁铁吸附磁小体， 弃去上清， 重新用 PBS缓冲液悬浮， 50W超 声波震荡 （工作 5秒， 间歇 5秒， 共 90次） 解离细胞碎片对磁小体的包裹， 然后再吸附、 重悬， 重复 15次以上；

6. 定量， 收集到的磁小体用滤纸吸干水份后称重。 本发明提供的趋磁螺菌 ME-1 生产的磁小体大小为 26±5nm。 磁畴分析 （方法参考 Geochemistry Geophysics Geosystems, 2009, 10: 1〜19； Journal of Geophysical Research-Solid Earth, 2006, 111: B 12S 12和 Journ d Of Geophysical Research， 1975, 80: 4049-4058 ) 发现， 当在趋磁螺菌细胞内， 因磁小体在链内相互靠近而表现为单磁畴特性 ，磁小体相互分离即表 现为超顺磁特性。 本发明与现有技术相比， 具有以下优点和效果： 本发明提供的一种趋磁螺菌可以生产超顺磁性 磁小体， 所生产的超顺磁性磁小体大小 为 26±5nm大小， 相较于人工合成的超顺磁性纳米材料， 具有外被生物膜分散性良好、 包膜 可提供大量的生物活性基团用于与其他分子共 价连接、载药磁小体在体内通过降解磁小体外 膜的方式即可实现药物的释放、 具有良好的生物相容性和安全性、粒径分布范 围窄、 晶形稳 定、晶体成分单一无杂质等一系列的优点。相 较于以往报道的趋磁细菌所产生的单磁畴颗粒 磁小体， 由于大小只有以往报道磁小体的 1/2左右大小且具有超顺磁性， 因而在应用中不易 团聚、 分散性更好、 更不易形成血栓。 在医学领域具有极大的应用和开发潜力。 本发明提供的一种趋磁螺菌可以利用普通发酵 罐进行通空气发酵生产磁小体， 发酵性 能优良， 在磁小体的产业化生产中具有极大的优势和产 业化推广前景。 本发明提供的一种趋磁细菌采集装置， 设计简洁高效， 易于手工制作。 该装置用于趋 磁细菌的采集省去了以往采集泥水样品带回实 验室富集的步骤，避免了实验室富集过程中趋 磁细菌多样性的损失，可以采集到自然水体中 更多样天然存在的趋磁细菌从而有效的提高趋 磁细菌分离纯培养的成功率。 附图说明 图 1为一种趋磁细菌采集装置示意图。 其中： 1为一端开口的圆柱形塑料收集盒， 2为滤纸， 3为金属三脚架， 4为纽扣形永久 强磁铁， 5为鱼线。 图 2中 A为螺旋菌体形态的 MagnetospiriUum sp.ME-l及其磁小体电镜形态图。 图 2中 B为磁小体组成成分能谱图，可见磁小体区域� �谱比菌体空白区域能谱图多出了 Fe、 0峰， 探针直径为 2-10nm。 图 3中 A为磁小体宽度统计分析其宽度为 23±5nm _; 图 3中 B为磁小体长度统计分析其长度为 26±5nm; 统计数量为 420。 图 4中 A为一种纯化后的磁小体电镜形态图。 纯化后的磁小体， 形态大小均一， 平均大小为 26±5nm; A1为放大的磁小体， 可见其形 状为立方八面体， 箭头所示为生物膜。 图 4中 B为磁小体磁畴分布分析示意图。 磁小体磁畴特性分析，表明在磁小体在菌体内 相互作用的情况下表现为单磁畴特性，磁 小体分离后无相互作用的情况下， 表现为超顺磁特性。 具体实 ¾¾¾ 下面详述本发明菌株的获得、特性分析及其发 酵培养和磁小体制备方法，本发明实施例所用 试剂， 如未特别说明， 均可自常规生化试剂商店或药品经营企业购买 得到 实施例 1: 一种趋磁螺菌 ME-1， 通过以下步骤筛选得到： 1 ) 趋磁细菌样品的采集和毛细管分离：

( 1 ) 趋磁细菌采集： 倒置采集装置， 圆柱形塑料收集盒 1内注满过滤除菌的原位水 （原位 水收集自紧靠泥水界面处的水样， 0.22μπι滤膜过滤除菌）， 用金属三脚架 3封上滤纸 2， 装 上磁铁 4及鱼线 5陲入自然水体环境中，使装置立于泥水界面� �且采集装置滤纸面位于泥水 界面上方 l〜2cm处， 放置 12小时后取出， 卸下三脚架， 小心地打开滤纸， 吸取收集盒中 的收集液并在 2个小时之内进行光学显微镜观察、电镜铜网� �制作及趋磁细菌的分离培养等 操作。

(2 ) 趋磁细菌的毛细管分离： 采集装置采集的样品， 用相差显微镜悬滴法观察收集情况， 对观察到较多趋磁细菌的样品利用毛细管 Race-track (RT )法 ^法参- 考 FEMS Microbiology Letters, 1987, 45: 31-35 ) 进一步纯化， 获得趋磁细菌培养种子液。 所述的趋磁细菌采集装置为：一端开口的圆柱 形塑料收集盒 1 ;滤纸 2 ;金属三脚架 3 ; 永久强磁铁 4; 和鱼线 5。 其连接关系为： 滤纸 2通过金属三脚架 3实现对圆柱形塑料收集 盒 1开口端的密封连接， 永久强磁铁 4的 S极与圆柱形塑料盒 1的闭口端连接， 鱼线 5与 永久强磁铁 4的 N极连接， 详见图 1。 所述的滤纸为快速定性滤纸， 滤纸孔径为 80〜120微米； 所述的永久强磁铁为纽扣型；

2 ) 趋磁细菌的初步培养 获得趋磁细菌种子液接种氧-硫梯度培养基， 30°C培养 7天以上直到半固体培养基中获 得趋磁细菌盘状生长条带。取出培养物，相差 显微镜悬滴法观察确认有趋磁细菌生长的培养 物作为趋磁细菌纯培养分离的种子液。 所述的氧-硫梯度培养基配方见表 1

表 1氧 -硫梯度培养基配方

上层氧层培 ¾配方

成分 含 J 单位 原位水 200 ml 维生素混合液 1 ml 矿物质混合液 （不含' 2 ml 琥珀酸钠 0.05 g 酵母提取物 0.05 g

MgS0 ₄ 0.05 g 磷酸钾缓冲液 （pH7.0 ) 0.5 mM 刃天青 2 mg 琼脂 2 g 蒸馏水 800 ml 其中原位水为取自样品采集水域泥水界面并 0.22μπι滤膜过滤除菌， 培养 基调 ρΗ7.0， 灭菌， 补加 1ml无菌 0.01M柠檬酸铁 （ΙΟμΜ) 和中性化处 理并过滤除菌后的半胱氨酸盐酸盐 （1%母液 10ml) (0.01%)。 厌氧管盖 子拧松放置。 10ml上层培养基加在底层 （硫层） 上， 放置至少 24小时 形成梯度后接种。

下层硫层培养基配方

Na2S 4 mM 琼脂 1.5 g 蒸馏水 100 ml 调 pH7.4，灭菌后每支厌氧管分装 lml于底部，凝固后再加装上层（氧层）

所述的维生素混合液配方及配置方法见表 2

表 2维生素混合液配方

成分 会 a骨里 单位 生物素 （Biotin) 2.000 mg 叶酸 （Folic acid) 2.000 mg 维生素 B6(Pyridoxine-HCl) 10.000 mg 维生素 Bl(Thiamine-HCl x 2 H ₂ 0) 5.000 mg 维生素 B2(Riboflavin) 5.000 mg 维生素 B3(Nicotinic acid) 5.000 mg 泛酸钙 （ D-Ca-pantothenate ) 5.000 mg 维生素 B12 (Vitamin B ₁₂ ) 0.100 mg 对氨基苯甲酸 (p-Aminobenzoic 5.000 mg acid)

硫辛酸 (Lipoic acid) 5.000 mg

MilliQ水 10 00.000 ml 顺序溶解， 0.22μπι过滤后 4°C保存备用。 所述的矿物质混合液配方见表 3

表 3矿物质混合液配方

成分 会 a骨里 单位 氮川三醋酸 （Nitrilotriacetic acid) 1.500 g 七水硫酸镁 （MgS0 ₄ '7H ₂ 0) 3.000 g 二水硫酸锰 （MnSCV2H ₂ 0) 0.500 g 氯化钠 （NaCl) 1.000 g 七水硫酸亚铁 （FeS0 ₄ '7H ₂ 0) 0.100 g 七水硫酸钴 （CoSCV7H ₂ 0) 0.180 g 二水氯化钙 （CaCl ₂ '2H ₂ 0) 0.100 g 七水硫酸锌 （ZnSCV7H ₂ 0) 0.180 g 五水硫酸铜 （CuS0 ₄ '5H ₂ 0) 0.010 g 十二水硫酸铝钾 （KA1(S0 ₄ ) ₂ -12

0.020 g ¾0)

硼酸 （H ₃ B0 ₃ ) 0.010 g 二水钼酸钠 （Na ₂ Mo0 ₄ '2H ₂ 0) 0.010 g 六水氯化镍 （Ν ¾·6Η ₂ 0) 0.025 g 五水硒酸钠 （Na ₂ Se0 ₃ '5H ₂ 0) 0.300 mg

MilliQ水 10 00.000 ml 首先用 KOH调 pH6.5溶解氮川三醋酸用， 然后加各矿物质， 最终 KOH 调 ρΗ7.0， 0.22μπι过滤后 4°C保存备用。

3) Magnetospirillum sp. ME-1菌株单菌落的获得 趋磁细菌初培养物接种厌氧管中趋磁细菌生长 培养基。 30°C培养 7天以上直到半固体培 养基中获得趋磁细菌盘状生长条带。取出培养 物，相差显微镜悬滴法观察确认有趋磁细菌的 生长，培养物作为纯培养物分离的种子液采用 极限梯度稀释法分离三次 (方法参考 The lSME Journal, 2012， 6: 440-450)。 获得一种生长快， 磁性好的趋磁细菌菌株 ME-1 , 该菌株已于 2013年 6月 14日送往中国典型培养物保藏中心保藏，分类� ��名：趋磁螺菌 MagnetospirU m sp. ME-1 ， 保藏编号： CCTCC NO: M 2013260， 地址： 中国 武汉 武汉大学。 所述的趋磁细菌生长培养基配方见表 4 表 4趋磁细菌生长培养基配方 成分 会 a骨里 单位 维生素混合液 1 ml 矿物质混合液 2 ml 磷酸钾缓冲液 （pH7.0 ) 1 mM 琥珀酸钠 0.1 g 乙酸钠 0.1 g 酵母提取物 0.05 g

NH ₄ C1 0.1 g

MgS0 ₄ 0.1 g 柠檬酸铁 20 μΜ 琼脂 2 g 蒸馏水 1000 ml

4 ) Magnetospirillum sp. ME-1菌株形态及生理生化特性分析 利用光学显微镜和电子显微镜对获得的菌株 ME-1进行形态观察， 发现其为螺旋菌， 两 端生鞭毛， 体内含有 10〜31颗磁小体组成的磁小体链， 菌体大小 2.62〜4.83Χ0.44〜0.62μπι， 两 端生鞭毛。 X-射线能谱 (XEDS )分析发现其磁小体晶体为 Fe、 0组成（图 2 )。参考 (Jnternationa! Journal of Systematic Bacteriology , 1981, 31 :452-455 ) 的方法对 ME-1进行生理生化试验， 获 得其生理生化特性见表 5。

表 5趋磁螺菌 Magnetospirillum sp. ME-1菌株的形态及生理生化特性

菌株 ME-1

菌体大小 2.62~4.83Χ0.44~0.62μπι 磁小体大小 26nm 过氧化氢酶活性 - 氧化酶活性 + 磷酸酶活性 - 硫酸酶活性 - 脲酶活性 + 酪素及淀粉水解活性 - 马尿酸及七叶灵水解活性 + 硝酸盐还原到亚硝酸盐 - 硝酸盐跨亚硝酸盐还原 + 氨产生 - 明胶液化活性 - 吲垛试验 - 硫化氢产生 -

1%甘氨酸生长 - l%NaCl生长 - 可溶性荧光素产生 - 培养后期球形体 + 聚 β羟基丁酸 （ΡΗΒ ) + 实施例 2:

Magnetospirillum sp. ME-1菌株的系统发育和基因岛分析

1 ) 基因组提取 采用玻璃棒搅拌法提取菌株 ME-1的基因组 DNA (方法参考 of Molecular Biology, 1961,3:208-218)„ Roche GS FLX shotgun建库， Roche GS FLX Titanium System 454测序仪 测序， 序列拼接后产生 79 _CO ntigs。

2 )测得的菌株 16SrDNA序列（该序列如序列表 SEQ ID No.2所示）进行系统发育分析， 发 现该菌株属于 Magentospirillum属，菌株 16SrDNA序列分另 !J与 Magentospirillum magneticum AMB-1、 Magentospirillum magnetotactic mMS-l Magentospirillum gryphiswaldenseMSK- 1 的 16SrDNA序列具有 99.4%、 98.1%、 96.3%的序列相似性， 傲命名为 MagentospiriUum sp. ME-1„

3 ) 利用 Mauve 软件将测得基因组与 MagentospiriUum magneticum AMB-1 ( GenBank accession NO: AP007255 ) 基因组进行比对分析， 根据比对分析结果， 获得趋磁螺菌 Magentospirillum sp. ME-磁小体基因岛组成的 contigs。采用 BD Genomewalker™Universal Kit 试剂盒填补磁小体基因岛 congtigs之间的 gaps序列， 获得的完整 ME-1磁小体基因岛序列

(该序列如序列表 SEQ ID N0.3、 序列表 SEQ ID NO.1所示）。

4 ) 磁小体基因岛分析

BLAST比对分析发现 Magentospirillum sp. ME-1磁小体基因岛由 mamGFDC、 mms6、 mamAB、 mamXY顺反子组成。其中 mamGFDC顺反子含有 mamG、 mamF、 mamD、 mamC 等 4个磁小体相关基因； mms6顺反子含有磁小体相关基因 mms6 ; mamAB顺反子含有 mamH、 maml、 mamE、 mamJ、 mamK、 mamL、 mamM、 mamN、 mamO、 mamP、 mamA、 mamQ、 mamR、 mamB、 mamS、 mamT、 mamU、 mamV等 18个磁小体相关基因； mamGFDC mms6、 mamAB序列如序列表 SEQ ID No.3所示， mamXY (该序列如序列表 SEQ ID No. l所示）含 有 mms5、 mamY、 mamX-like、 mamZ、 mamH-like、 FtsZ-like等 6个磁小体相关基因且与其 他磁小体相关基因在基因组中相距较远。 实施例 3 ：

Magnetospirillum sp. ME-1菌株的发^ ^养 将 MagnetospiriUwn sp. ME-1在 10L发酵罐中进行发酵培养试验： 具体条件为： 10L发酵罐加装生长培养基 6L， 10%接种量接种， 培养条件为 30°C， 通 空气 20L/h， 搅拌速度与 2%溶氧偶联， 补料与 pH值 6.86偶联。 趋磁螺菌 Magnetospirillmn sp. ME-1在这种培养条件下 40小时左右长到 OD ₅₆₅ 2.5。 所述的生长培养基配方是： 维生素混合液（配方见表 2 ) lml/1, 矿物质混合液（配方见 表 3 ) 2 ml/1, 磷酸钾缓冲液 ( 0.1M, pH7.0 ) 10ml/l , 琥珀酸钠 0.05% (m/V)， 乙酸钠 0.05% (m/V)， 酵母提取物 0.025% (m/V)， 氯化铵 0.05% (m/V)， 硫酸镁 0.01% (m/V)， 柠檬 酸铁 100μΜ， 其中维生素混合液、 矿物质混合液需培养基灭菌后单独添加过滤除 菌液。 所述补料液配方是： 维生素混合液（配方见表 2 ) 10ml/l, 矿物质混合液（配方见表 3 ) 20 ml/1,磷酸钾缓冲液（0.1M， pH7.0 ) lOOml/1,琥珀酸钠 0. 5% (m/V)，乙酸钠 0. 5% (m/V)， 酵母提取物 0.25% (m/V)， 氯化铵 0. 5% (m/V)， 柠檬酸铁 lmM， 其中维生素混合液、 矿 物质混合液需培养基灭菌后单独添加过滤除菌 液。 实施例 4:

Magnetospirillum sp. ME-1菌株的发^ ¾养： 将 MagnetospiriUwn sp. ME-1在 10L发酵罐中进行发酵培养试验： 具体条件为： 10L发酵罐加装生长培养基 6L， 10%接种量接种， 培养条件为 30°C， 通 空气 20L/h， 搅拌速度与 2%溶氧偶联， 补料与 pH值 6.86偶联； 趋磁螺菌 Magnetospirillmn sp. ME-1在这种培养条件下 40小时左右长到 OD ₅₆₅ 5.7。 所述的趋磁细菌为： 趋磁螺菌 Afog«etos^r〃M»j s;?. ME-1， CCTCC NO: M2013260; 所述的生长培养基配方是： 维生素混合液 3ml/l (配方见表 2)，矿物质混合液 2 ml/1 (配 方见表 3 )，己二酸 0.2% m/V，硝酸铵 0.05% m/V，酵母提取物 0.05% m/V，蛋白胨 0.25% m/V， 柠檬酸铁 150μΜ，其中维生素混合液、矿物质混合液需� �养基灭菌后单独添加过滤除菌液； 所述的补料液配方是： 维生素混合液 30ml/l (配方见表 2)， 矿物质混合液 20 ml/1 (配方见 表 3 )， 己二酸 2.0% m/V， 硝酸铵 0.5% m/V， 酵母提取物 0.5% m/V， 蛋白胨 2.5% m/V， 柠 檬酸铁 0.05% m/V，其中维生素混合液、矿物质混合液在培养 基灭菌后单独添加过滤除菌液。 实施例 5: 一种趋磁螺菌在制备超顺磁性磁小体中的应用 ， 其步骤是：

1 )发酵培养，按照实施例 3所述发酵培养方法培养趋磁螺菌菌株 M¾« _e to _S ^W// _M sp. ME-140 小时左右长到菌体密度 OD ₅₆₅ 2.5停止发酵；

2 ) 离心收集， 离心收集发酵培养获得的菌体；

3 ) 洗涤， 用 lOmM PBS (pH7.4 ) 洗涤两次， 重悬于 PBS缓冲液中；

4 ) 破碎细胞， 压力破碎 （1500bar) 三次；

5 )收集， 破碎后的菌悬液用磁铁吸附磁小体， 弃去上清， 重新用 PBS缓冲液悬浮， 50W超 声波震荡 （工作 5秒， 间歇 5秒， 共 90次） 解离细胞碎片对磁小体的包裹， 然后再吸附、 重悬， 重复 15次以上；

6 ) 定量， 收集到的磁小体用滤纸吸干水份后称重； Magnetospirillum sp. ME- 1发酵培养 40 小时左右的培养物， 可以获得 55mg/L的产量。 利用实施例 4中培养基及培养条件获得的发酵液， 其磁小体的产量为 177mg/L。

透射电镜观察所获得的磁小体为立方八面体 或立方体， 外被完整生物膜 （图 4)， 颗粒大小 均一， 测量分析发现其宽度为 23±5nm， 其长度为 26±5nm (附图 3 )。 磁畴分析 （方法参考 Geochemistry Geophysics Geosystems, 2009, 10: 1〜19； Journal of Geophysical Research-Solid Earth, 2006, 111: B 12S 12和 Journ d Of Geophysical Research， 1975, 80: 4049-4058 ) 发现， 其磁畴分布在超顺磁特性范围内（图 4)。