Abstract
Bacterial magnetosomes represent magnetic core-shell nanoparticles biomineralized by magnetotactic bacteria like Magnetospirillum gryphiswaldense. The establishment of fermentation regimes for high-yield particle production, standardized isolation procedures as well as the development of a genetic toolkit for the generation of “tailored” particles might soon pave the way for the application of engineered magnetosomes in the biomedical and biotechnological field.
Article PDF
Similar content being viewed by others
Avoid common mistakes on your manuscript.
Literatur
Mosayebi J, Kiyasatfar M, Laurent S (2017) Synthesis, functionalization, and design of magnetic nanoparticles for theranostic applications. Adv Healthc Mater 6: 1700306
Uebe R, Schüler D (2016) Magnetosome biogenesis in magnetotactic bacteria. Nat Rev Microbiol 14: 621–637
Riese CN, Uebe R, Rosenfeldt S et al. (2020) An automated oxystat fermentation regime for microoxic cultivation of Magnetospirillum gryphiswaldense. Microb Cell Factories 19: 1–15
Rosenfeldt S, Mickoleit F, Jörke C et al. (2021) Towards standardized purification of bacterial magnetic nanoparticles for future in vivo applications. Acta Biomater 120: 293–303
Taukulis R, Widdrat M, Kumari M et al. (2015) Magnetic iron oxide nanoparticles as MRI contrast agents — a comprehensive physical and theoretical study. Magnetohydrodynamics 51: 721–747
Kraupner A, Eberbeck D, Heinke D et al. (2017) Bacterial magnetosomes — nature’s powerful contribution to MPI tracer research. Nanoscale 9: 5788–5793
Lohße A, Borg S, Raschdorf O et al. (2014) Genetic dissection of the mamAB and mms6 operons reveals a gene set essential for magnetosome biogenesis in Magnetospirillum gryphiswaldense. J Bacteriol 196: 2658–2669
Lohße A, Kolinko I, Raschdorf O et al. (2016) Overproduction of magnetosomes by genomic amplification of biosynthesis-related gene clusters in a magnetotactic bacterium. Appl Environ Microbiol 82: 3032–3041
Zwiener T, Mickoleit F, Dziuba MV et al. (2021) Identification and elimination of genomic regions irrelevant for magnetosome biosynthesis by large-scale deletion in Magnetospirillum gryphiswaldense. BMC Microbiol, https://doi.org/10.1186/s12866-021-02124-2
Zwiener T, Dziuba MV, Mickoleit F et al. (2021) Towards a ‘chassis’ for bacterial magnetosome biosynthesis: Genome streamlining of Magnetospirillum gryphiswaldense by multiple deletions. Microb Cell Factories, https://doi.org/10.1186/s12934-021-01517-2
Mickoleit F, Lanzloth C, Schüler D (2020) A versatile toolkit for controllable and highly selective multifunctionalization of bacterial magnetic nanoparticles. Small 16: 1906922
Mickoleit F, Jérôme V, Freitag R et al. (2020) Bacterial magnetosomes as novel platform for the presentation of immunostimulatory, membrane-bound ligands in cellular biotechnology. Adv Biosyst 4: 1900231
Funding
Funding note: Open Access funding enabled and organized by Projekt DEAL.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Additional information
Danksagung
Wir danken unseren Kooperationspartnern an der Universität Bayreuth, insbesondere Dr. Valérie Jérôme und Prof. Dr. Ruth Freitag vom Lehrstuhl für Bioprozesstechnik, Prof. Dr. Stefan Geimer vom Labor für Elektronenmikroskopie sowie Dr. Joachim H. Clement vom Universitätsklinikum Jena. Unsere Forschungsarbeiten zur Herstellung und Charakterisierung der Magnetosomen werden unterstützt vom BMBF („MagBioFab“ R.U. und D.S.), der DFG (UE200/1-1 an R.U. und INST 91/374-1 LAGG an D.S.), dem ERC (AdG 692637 an D.S.) und der Bayerischen Akademie der Wissenschaften (A.S.).
Frank Mickoleit, Sabine Rosenfeldt, Anna S. Schenk, Dirk Schüler und René Uebe (v. l. n. r.)
Rights and permissions
Open Access: Dieser Artikel wird unter der Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz veröffentlicht, welche die Nutzung, Vervielfältigung, Bearbeitung, Verbreitung und Wiedergabe in jeglichem Medium und Format erlaubt, sofern Sie den/die ursprünglichen Autor(en) und die Quelle ordnungsgemäß nennen, einen Link zur Creative Commons Lizenz beifügen und angeben, ob Änderungen vorgenommen wurden. Die in diesem Artikel enthaltenen Bilder und sonstiges Drittmaterial unterliegen ebenfalls der genannten Creative Commons Lizenz, sofern sich aus der Abbildungslegende nichts anderes ergibt. Sofern das betreffende Material nicht unter der genannten Creative Commons Lizenz steht und die betreffende Handlung nicht nach gesetzlichen Vorschriften erlaubt ist, ist für die oben aufgeführten Weiterverwendungen des Materials die Einwilligung des jeweiligen Rechteinhabers einzuholen. Weitere Details zur Lizenz entnehmen Sie bitte der Lizenzinformation auf http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.de.
About this article
Cite this article
Mickoleit, F., Rosenfeldt, S., Schenk, A.S. et al. Multifunktionale bakterielle Nanomagnete für Biotechnologie und Medizin. Biospektrum 27, 442–444 (2021). https://doi.org/10.1007/s12268-021-1593-5
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/s12268-021-1593-5