第一作者：黄婷 硕士生；葛红梅 讲师

通讯作者：付杰 教授

论文链接：https://doi.org/10.1002/bit.70155

近日，公司付杰教授团队在生物工程领域顶级学术期刊Biotechnology and Bioengineering上发表了题为“Resistance of Microbial Community in Activated Sludge to Nano-Ag Stress Through Regulation of N-Acyl Homoserine Lactones-Mediated Quorum Sensing”的研究论文。纳米银（Nano-Ag）因其广泛应用而在污水处理厂（WWTP）中被日益检测到，对负责废水处理效率的微生物群落构成了重大威胁。先前的研究表明，群体感应（QS）可以调节污泥系统中细菌对各种环境压力因素的耐受性。然而，N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）介导的QS调节在提高污水处理厂微生物对纳米银冲击的抵抗力方面的可行性和机制尚未得到探索。因此，我们进行了序批式反应器实验，如预期所示，纳米银显著降低了生物反应器的处理性能。然而，在生物反应器中添加AHLs（C6-HSL、C10-HSL和C14-HSL）后，活性污泥中的微生物对纳米银胁迫的抵抗力明显增强，包括污泥形态、沉降性、生物量和胞外聚合物（EPS）的恢复，以及生物反应器在去除氨氮（NH₄⁺–N）、化学需氧量（COD）和悬浮固体方面的处理性能。宏基因组学、宏转录组学和宏代谢组学的联合分析表明，多功能细菌（如Amaricoccus、Hydrogenophaga和Brevundimonas）在AHLs介导的QS调节中发挥了重要作用，这些细菌携带与氮代谢、碳代谢、银抗性和AHLs响应相关的功能基因。谷胱甘肽依赖性代谢（如谷胱甘肽-氧化型谷胱甘肽氧化还原循环）和EPS生物合成（如聚-N-乙酰葡糖胺）的上调有利于增强微生物对纳米银的抵抗力。本研究为利用AHLs介导的QS调节来增强污水处理系统中微生物的稳健性和恢复其功能提供了一种潜在可行的策略和重要的理论基础。