近日，生物医学与健康学院黄胜威副研究员团队及其合作者在纳米硒的微生物合成机制研究方面取得进展。相关研究成果以“Novel mechanisms for selenite biotransformation and selenium nanoparticles biogenesis inAcinetobactersp. SX5 isolated from seleniferous soil”为题，发表在环境领域国际知名期刊《Journal of Hazardous Materials》（中科院1区，影响因子12.2）。

硒作为人体必需的微量元素，在维持机体健康和疾病预防中发挥着关键作用。然而，我国普遍存在缺硒现象，且硒的安全摄入范围较窄（50-250 μg/d），摄入过量易导致硒中毒，引发脱发、支气管炎、肝脏损伤及神经系统障碍等严重后果。因此，选择安全有效的补硒方式非常重要。目前常见的补硒剂类型主要有三类：无机硒（亚硒酸盐和硒酸盐），有机硒（酵母硒）和纳米硒。纳米硒生物毒性远低于前两者，吸收性高于无机硒和有机硒，是目前公认的最安全的硒制品。

微生物还原法制备纳米硒条件温和，绿色环保，具有经济和环境双重效应。研究团队从富硒土壤中分离得到具有优良亚硒酸钠耐受能力的菌株Acinetobactersp. SX5。该菌株在含有5 mM亚硒酸钠的培养基中培养，48h即可将95%的亚硒酸钠还原成纳米硒，显示出良好的应用前景。转录组测序结果显示，亚硒酸钠胁迫下，与氧化还原稳态维持、砷酸盐、丙酮酸盐和丁酸盐代谢途径相关的基因显著上调，表明该菌株体内可能存在多重亚硒酸盐代谢通路。为进一步探明该菌株还原亚硒酸盐生成纳米硒的分子机制，研究人员采用同源重组技术，敲除了NAD(P)依赖型乙醇脱氢酶（dhaT1）和砷酸盐还原酶（arsC）。dhaT1和arsC突变菌株对亚硒酸盐的还原能力较野生型显著降低（分别降低了48.5 %和42.6 %），而回补菌株△dhaT1-C和△arsC-C的亚硒酸盐还原能力恢复至野生型水平。随后，研究人员采用大肠杆菌BL-21 (DE3) 菌株体外表达纯化dhaT1和arsC蛋白。体外酶活试验结果显示，100 mg的dhaT1和arsC蛋白，以2.0 mM NADPH为电子供体，反应30分钟，可以体外还原亚硒酸盐生成纳米硒。体内/体外研究结果阐明了dhaT1和arsC蛋白在微生物还原亚硒酸盐生成纳米硒过程中的重要作用，为进一步全面解析微生物代谢硒的分子机制奠定了基础。

论文第一作者和通讯作者为黄胜威副研究员，中国科学院大学姚缘圆博士为论文共同第一作者。2023级食品加工与安全专业硕士研究生张华旭、郭婉莹参与了本研究。安徽科技学院为论文第一完成单位，中国科学院合肥物质科学研究院李明浩副研究员课题组为合作单位。研究工作得到了安徽省教育厅重点项目和安徽省高校协同创新项目等项目的支持。（特约通讯员：袁鹏 审核：钱立生）