Mágneses ásványok képződése és növekedése baktériumokban  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »

 

Projekt adatai

 
azonosító
48607
típus K
Vezető kutató Pósfai Mihály
magyar cím Mágneses ásványok képződése és növekedése baktériumokban
Angol cím Nucleation and growth of magnetic minerals in bacteria
zsűri Földtudomány 1
Kutatóhely Környezettudományi Intézet Föld- és Környezettudományi Intézeti Tanszék (Pannon Egyetem)
projekt kezdete 2005-01-01
projekt vége 2009-06-30
aktuális összeg (MFt) 11.580
FTE (kutatóév egyenérték) 2.06
állapot lezárult projekt





 

Zárójelentés

 
kutatási eredmények (magyarul)
1. Mágneses baktériumok sejtjeiben képződő ferrimágneses nanokristályok (magnetit, Fe3O4 és greigit, Fe3S4) fizikai és kémiai tulajdonságait, képződését és kristálynövekedését vizsgáltuk többféle baktérium törzsben. Elektronholográfiával meghatároztuk, hogy a kristályok mágneses tulajdonságai hogyan függnek az összetétel, kristályszerkezet, szemcseméret és -alak, valamint kristálytani orientáció hatásaitól, és ezen tulajdonságok milyen kombinációja szükséges ahhoz, hogy a baktérium sejt a geomágneses tér irányával párhuzamosan irányuljon. 2. Vad-típusú és mutáns sejtekben vizsgáltuk a kristályképződés menetét. Megállapítottuk, hogy a környezeti paraméterek kismértékben befolyásolják a nanokristályok alakját. A genetikailag módosított sejtekben egyes fehérjék hiánya jelentős változásokat okozott a magnetit kristályok tulajdonságaiban, ezért a baktériumokból kivont speciális magnetoszóma fehérjék alkalmasak lehetnek arra, hogy segítségükkel szabályozott méretű és alakú magnetit kristályokat szintetizáljunk. 3. A magnetit szintézis olyan módosított és új eljárásait dolgoztuk ki, melyekkel a kristályok átlagos szemcseméretét ~10 és 280 nm közötti tartományban szabályoztuk. Szabálytalan, kerek, szabályos és megnyúlt oktaéderes, polikristályos mikrokorong és üreges mikrogömb morfológiájú kristályokat állítottunk elő. Ezek a reakciók a jövőben a ferrimágneses nanokristályok anyag- és orvostudományi célú alkalmazásait célzó szintézis eljárások alapját képezhetik.
kutatási eredmények (angolul)
1. We studied the physical and chemical properties and the nucleation and growth of ferrimagnetic nanocrystals (magnetite, Fe3O4 and greigite, Fe3S4) inside the cells of various strains of magnetotactic bacteria. Using off-axis electron holography, we studied the magnetic properties of the nanocrystals, and analyzed the combined effects of composition, structure, grain size, morphology and crystallographic orientation that enable the cells to align in Earth's magnetic field. 2. We studied crystal formation in wild-type and mutant cells of magnetotactic bacteria. Environmental parameters during cell culture experiments slightly affected crystal sizes and morphologies, whereas magnetite nanocrystals with significantly altered properties were produced by genetically modified cells. Thus, magnetosome proteins extracted from magnetotactic bacteria may be used for the synthesis of magnetite nanocrystals with controlled sizes and morphologies. 3. We modified existing procedures and developed new methods for the synthesis of magnetite nanoparticles. The average size of the crystals was controlled in the ~10 to 280 nm range. Crystals with irregular, rounded, octahedral and elongated habits were synthesized, along with polycrystalline aggregates of disks and hollow spheres. These reactions can form the basis of synthesis methods that aim at producing ferrimagnetic nanocrystals with favorable properties for materials science and medical applications.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=48607
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

 
Pósfai, M.: Magnetotactic bacteria, In: Encyclopedia of Geobiology, in press, 2010
Pósfai, M. and Dunin-Borkowski, R.E.: Magnetic nanocrystals in organisms, Elements, 5, 235-240., 2009
Nyírő-Kósa, I., Csákberényi Nagy, D., Pósfai, M.: Size and shape control of precipitated magnetite nanoparticles, European Journal of Mineralogy, 21, 293-302., 2009
Pósfai M.: Mágneses baktériumok, Fizikai Szemle, 59, 174-177., 2009
Galindo-Gonzalez, C., Feinberg, J.M., Kasama, T., Cervera Gontard, L., Pósfai, M., Kósa, I., Duran, J.D.G., Gil, J.E., Harrison, R.J., and Dunin-Borkowski, R.E.: Magnetic and microscopic characterization of magnetite nanoparticles adhered to clay surfaces, American Mineralogist, 94, 1120-1129., 2009
Collingwood, J.F., Chong, R.K.K., Kasama, T., Cervera Gontard, L., Dunin-Borkowski, R.E., Perry, G., Pósfai, M., Siedlak, S., Simpson, E.T., Smith, M.A. and Dobson, J.: Three-dimensional tomographic imaging and characterization of iron compounds within Alzheimer’s plaque core material, Journal of Alzheimer’s Disease, 14, 235-245, 2008
Faivre, D., Menguy, N., Pósfai, M. and Schüler, D.: Effects of environmental parameters on the physical properties of fast-growing magnetosomes, American Mineralogist, 93, 463-469., 2008
Frankel, R.B., Dunin-Borkowski, R.E., Pósfai, M. and Bazylinski, D.A.: Magnetic microstructure of magnetotactic bacteria, Handbook of Biomineralization, E. Baeuerlein ed., Wiley-VCH, Weinheim, 127-144., 2007
Pósfai, M., Kasama, T. and Dunin-Borkowski, R.E.: Characterization of bacterial magnetic nano-structures using high-resolution transmission electron microscopy and off-axis electron holography, In Magnetoreception and magnetosomes in bacteria, D. Schüler ed., Microbiology Monographs 3, Springer, Berlin Heidelberg New York, 197-225, 2007
Müller, K., Skepper, J.N., Pósfai, M., Trivedi, R., Howarth, S., Corot, C., Lancelot, E., Thompson, P.W., Brown, A. and Gillard, J.H.: Effect of ultrasmall superparamagnetic iron oxide nanoparticles (Ferumoxtran-10) on human monocyte-macrophages in vitro, Biomaterials, 28, 1629-1642., 2007
Kósa I., Pósfai M.: Mágneses baktériumok a Balatonban, Hidrológiai Közlöny, 87(6), 90-92., 2007
Pósfai, M. and Dunin-Borkowski, R.E.: Sulfides in biosystems, In Sulfide Mineralogy and Geochemistry. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 61, 679-714, 2006
Kasama, T., Pósfai, M., Chong, R.K.K., Finlayson, A.P.R., Dunin-Borkowski, R.E. and Frankel, R.B.: Magnetic microstructure of iron sulfide crystals in magnetotactic bacteria from off-axis electron holography, Physica B, 384, 249-252., 2006
Kasama, T., Pósfai, M., Chong, R.K.K., Finlayson, A.P.R., Buseck, P.R., Frankel, R.B., and Dunin-Borkowski, R.E.: Magnetic properties, microstructure, composition, and morphology of greigite nanocrystals in magnetotactic bacteria from electron holography and tomography, American Mineralogist, 91, 1216-1229., 2006
Pósfai, M., Moskowitz, B.M., Arató, B., Schüler, D., Flies, C., Bazylinski, D.A., and Frankel, R.B.: Properties of intracellular magnetite crystals produced by Desulfovibrio magneticus strain RS-1, Earth and Planetary Science Letters, 249, 444-455, 2006
Simpson, E.T., Kasama, T., Pósfai, M., Buseck, P.R., Harrison, R.J. and Dunin-Borkowski, R.E.: Magnetic induction mapping of magnetite chains in magnetotactic bacteria at room temperature and close to the Verwey transition using electron holography, Journal of Physics: Conference Series, 17, 108-121, 2005




vissza »