硝化螺菌門的大桿菌M. bavaricum能在細(xì)胞內(nèi)合成成百上千個(gè)子彈頭形磁鐵礦磁小體，它的礦化能力是其它趨磁細(xì)菌的數(shù)十倍，其礦化機(jī)制、鐵元素循環(huán)和沉積物剩磁貢獻(xiàn)備受關(guān)注。其獨(dú)特的子彈頭形磁鐵礦顆粒也是最為明顯的生物成因標(biāo)志，被作為古生命遺跡和古環(huán)境重構(gòu)的重要生物標(biāo)志物。

地質(zhì)地球所地球深部結(jié)構(gòu)與過程研究室地磁場與地球內(nèi)部過程學(xué)科組的博士生李金華（現(xiàn)為博士后）和導(dǎo)師潘永信研究員等人利用自行設(shè)計(jì)的趨磁細(xì)菌專用收集系統(tǒng)，成功地從北京密云水庫沉積物中富集了足夠量的純的趨磁桿菌MYR-1樣品，并研究了其子彈頭形磁小體的生物礦化機(jī)制和磁學(xué)性質(zhì)。研究結(jié)果表明：（1）在密云水庫發(fā)現(xiàn)的大桿菌MYR-1與早期在德國Chiemsee湖發(fā)現(xiàn)的M. bavaricum高度相似，細(xì)胞呈桿狀，平均長度和直徑分別為~6.4 μm和~1.5 μm。每個(gè)MYR-1細(xì)菌能在細(xì)胞內(nèi)合成超過500個(gè)子彈頭形磁小體，被組裝成3-5束相互平行的磁小體鏈?zhǔn)Y(jié)構(gòu)，晶體長軸與鏈方向大致平行。磁小體的平均長度與寬度分別為~104 nm和~38 nm（圖a）；（2）透射電子顯微學(xué)研究表明，MYR-1合成的磁小體為磁鐵礦，具有兩階段晶體生長模式，即磁小體等軸生長到一定尺寸（~20 nm）后，進(jìn)行各向異性生長，顆粒大致沿磁鐵礦晶體的[100]方向（難磁化軸方向）而不是常規(guī)的[111]方向（易磁化軸方向）拉長生長，暗示強(qiáng)烈的生物控制作用（圖b和c）；（3）磁學(xué)分析表明，盡管MYR-1中磁小體采用[100]晶體取向，但磁鐵礦顯著的形狀各向異性和鏈?zhǔn)鴥?nèi)強(qiáng)的顆粒間靜磁相互作用方向一致，每束磁小體鏈等效為一個(gè)大的單軸各向異性SD顆粒，細(xì)胞的總磁矩仍接近或等于所有單個(gè)磁小體磁矩的總和，從而有效地提高了細(xì)胞的磁響應(yīng)效率。

該項(xiàng)研究揭示了趨磁細(xì)菌子彈頭形磁鐵礦磁小體的部分生物礦化機(jī)制。研究成果發(fā)表在近期出版的國際知名地學(xué)刊物Earth and Planetary Science Letters（Li et al. Biomineralization, crystallography and magnetic properties of bullet-shaped magnetite magnetosomes in giant rod magnetotactic bacteria. Earth and Planetary Science Letters, 2010, 293(3-4)：368-376）。