细菌铁元素博弈揭秘：为跨领域应用开启新视角

微生物在微观世界中构成复杂的生态系统，铁是它们生存的必需元素，也是争夺的稀缺资源。然而，生物学界尚缺乏预测微生物次级代谢的有效方法。北京大学定量生物学中心教授李志远课题组与南京农业大学LorMe实验室及苏黎世大学Rolf Kümmerli教授合作，开发出一种从序列到生态的分析方法，为理解细菌铁元素博弈规则及微生物群落生态和演化提供了新角度，该成果已在《科学进展》发表。

为解决“缺铁”问题，微生物进化出铁载体和受体这一“餐具系统”来争夺铁元素。细菌通过分泌铁载体“抓住”铁离子，并通过受体将其安全送回细胞内。不同细菌间的铁载体和受体具有特异性配对关系，类似于“钥匙-锁”系统。研究团队开发了生物信息学工具和共进化算法，从基因组序列解析微生物社会互动网络，实现了对数千种细菌菌株之间社会互动的分析。这一发现揭示了微生物世界中复杂的社会行为，并为土传病害防控、重金属治理、植物营养养分吸收及医学领域的人类和动物病原微生物防控等多个领域的应用提供了新思路。