2024年5月29日，牛津大学等机构的研究人员在 Nature 期刊发表了题为Membraneless channels sieve cations in ammonia-oxidizing marine archaea的文章。
亚硝酸菌是一种氨氧化古菌，对全球氮循环至关重要。氮氧化的一个关键步骤是来自稀释海洋环境的铵离子在细胞表面的捕获，然后它们随后进入海洋N.的细胞膜。
该研究阐明了负责这一过程的分子机制的结构，包括表面层(s层)，使用电子冷冻层析成像和亚层析成像平均从细胞。研究人员用单粒子电子低温显微镜结构补充了氨结合s层阵列的原位结构，揭示了这种富含免疫球蛋白和聚糖修饰的s层的详细特征。生化分析表明，细胞表面有很强的铵结合，在s层解体后失去了这种结合。灵敏的生物信息学分析在许多氨氧化古菌中发现了类似的s层，具有保守的序列和结构特征。此外，富铵样品的分子模拟和结构测定使研究人员能够检查s层的阳离子结合特性，揭示它如何将铵离子集中在其面向细胞的一侧，有效地充当细胞膜上的多通道筛。这种原位结构研究阐明了铵结合和通道的生物地球化学基本过程，这是许多海洋微生物共同的，是氮循环的基础。
