研究表明金属污染导致环境细菌的代谢应激

多种重金属对土壤和水的污染是一个普遍的问题。然而，大多数关于重金属对生活在这些环境中的细菌影响的研究一次只关注一种金属。在最近的一项研究中，研究人员发现，将细菌暴露于金属混合物会导致它们的新陈代谢发生变化。当细菌只用一种金属生长时，研究人员没有观察到这种变化。实验表明，几种金属的存在导致细胞“认为”它们缺乏铁。这可能会改变细菌在环境中的行为方式，因为许多细菌酶需要铁才能发挥作用。

研究结果发表在ISME杂志上。

研究人员探索了重金属暴露如何改变生活在污染环境中的细菌的行为。了解这些行为有助于我们了解养分循环和污染物去除或清理。研究发现，接触金属混合物会破坏依赖铁的细菌过程。这很重要，因为许多参与营养循环和污染物清理的细菌酶需要铁才能正常工作。

城市化、农业实践和工业活动使许多全球环境受到多种重金属含量升高的污染。金属浓度升高会破坏微生物驱动的生物地球化学循环。然而，很少有研究探讨多种金属对微生物生理的影响。这项研究的重点是田纳西州橡树岭能源部橡树岭保留地(ORR)的地下。该地点含有高浓度的多种金属和硝酸盐。

佐治亚大学，劳伦斯伯克利国家实验室和斯克里普斯代谢组学中心的研究人员使用代表该地点高度丰富的物种的天然细菌分离物，通过多组学方法检查了组合金属暴露(与地点相关浓度的八种金属)的影响。平行实验研究了单个金属成分的影响。

金属混合物暴露以大于单个金属暴露的总结结果的方式破坏细胞生理。具体而言，多次金属暴露使铁稳态失调，触发典型的铁饥饿反应。金属混合物对铁稳态的破坏抑制了两种关键的铁辅因子利用酶在ORR地下去除硝酸盐的活性：硝酸盐和亚硝酸盐还原酶。这些结果强调了从单一金属研究过渡到多金属研究的必要性，以更好地评估这些压力源对天然微生物系统的影响。