近日，我所地球深部结构与过程研究室古地磁与年代学实验室、中-法生物矿化与纳米结构联合实验室林巍博士及其合作导师潘永信研究员等关于趋磁细菌的最新研究成果，发表在著名美国微生物学会期刊Applied and Environmental Microbiology上，该文也被选为2月15日新一期的封面文章（Wei Lin, Jinhua Li and Yongxin Pan. Newly isolated but uncultivated magnetotactic bacterium of the phylum Nitrospirae from Beijing, China. Appl. Environ. Microbiol. 2012, 78: 668-675）。
趋磁细菌发现于上世纪60-70年代，是一类能沿磁场磁力线方向运动的微生物的总称，它们在体内合成磁铁矿 (Fe3O4) 或胶黄铁矿 (Fe3S4) 磁小体，多呈链状排列，因而能感知地球磁场。这些稳定单畴磁性矿物在细菌死亡后随碎屑矿物沉积，构成了沉积物磁性的贡献者。同时，由于单个趋磁细菌细胞内含铁量可达细胞干重的2-4%，比普通细菌的含铁量高出100多倍，这些微生物在淡水和海洋环境中广泛存在，它们在自然界铁元素循环中起着重要作用，也是研究生物矿化的模式材料。因此，近年来趋磁细菌已成为地学和微生物学研究的热点。
林巍等针对北京地区新发现的一类趋磁细菌进行了详细的显微观测、磁学分析和生物学研究，发现这类呈椭球形（"西瓜状"）的趋磁细菌在系统发育上属于较古老的硝化螺旋菌门 (Nitrospirae)，单个细胞内含有200-300个链状排列的子弹头状磁小体。高分辨率透射电子显微镜分析和低温岩石磁学测量表明，这些子弹头磁小体的成分为磁铁矿。对趋磁细菌数量、磁小体含量以及沉积物天然剩磁等系统分析发现，这类新型趋磁细菌对湖泊表层沉积物的天然剩磁贡献显著（>10%）。此外，结合对全球已知的硝化螺旋菌门趋磁细菌分析发现，这些趋磁细菌可以分为四个进化分支，要高于原先估计，表明它们在自然界中具有很高的多样性。这些新结果为进一步揭示沉积物中磁性矿物的生物来源及其对磁性的贡献提供了依据。
本研究工作得到中国科学院和国家自然科学基金资助。