Magnetosomes (BMPs) are organelles of magnetotactic bacteria (MTB) that are responsible for mineralizing iron to form magnetite. In addition, BMP is an ideal biomaterial that is widely used in bio- and nano-technological applications, such as drug delivery, tumor detection and therapy, and immunodetection. The use of BMPs to create multifunctional nanocomposites would further expand the range of their applications. In this study, we firstly demonstrate that the extracted BMP can remineralize in vitro when it is exposed to AgNO3 solution, the silver ions (Ag+) were transported into the BMP biomembrane (MM) and mineralized into a silver crystal on one crystal plane of Fe3O4. Resulting in the rapid synthesis of an Ag-Fe3O4 hybrid BMP (BMP-Ag). The synergy between the biomembrane, Fe3O4 crystal, and unmineralized iron enabled the remineralization of BMPs at an Ag+ concentration ≥ 1.0 mg mL−1. The BMP-Ag displayed good biocompatibility and antibacterial activity. At a concentration of 2.0 mg/mL, the BMP-Ag and biomembrane removed Ag-Fe3O4 NPs inhibited the growth of gram-negative and gram-positive bacteria. Thus using BMP-Ag as a wound dressing can effectively enhance the contraction of infected wounds. This study represents the first successful attempt to remineralize organelles ex vivo, realizing the biosynthesis of hybrid BMP and providing an important advancement in the synthesis technology of multifunctional biological nanocomposites.

中文翻译：

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用于银-磁铁矿杂化磁小体生物合成的体外磁小体再矿化和用于感染伤口的愈合

磁小体 (BMP) 是趋磁细菌 (MTB) 的细胞器，负责将铁矿化以形成磁铁矿。此外，BMP 是一种理想的生物材料，广泛应用于生物和纳米技术应用，如药物输送、肿瘤检测和治疗以及免疫检测。使用 BMP 来制造多功能纳米复合材料将进一步扩大其应用范围。在这项研究中，我们首先证明了提取的 BMP 在暴露于 AgNO3 溶液时可以在体外再矿化，银离子 (Ag+) 被转运到 BMP 生物膜 (MM) 并在 Fe3O4 的一个晶面上矿化成银晶体. 从而快速合成了 Ag-Fe3O4 杂化 BMP (BMP-Ag)。生物膜、Fe3O4晶体之间的协同作用，和未矿化的铁使 BMP 在 Ag+ 浓度 ≥ 1.0 mg mL-1 时再矿化。BMP-Ag表现出良好的生物相容性和抗菌活性。在浓度为 2.0 mg/mL 时，BMP-Ag 和生物膜去除的 Ag-Fe3O4 NPs 抑制了革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的生长。因此使用BMP-Ag作为伤口敷料可以有效地增强感染伤口的收缩力。该研究首次成功尝试离体再矿化细胞器，实现了杂化BMP的生物合成，为多功能生物纳米复合材料的合成技术提供了重要的进步。去除 BMP-Ag 和生物膜的 Ag-Fe3O4 NPs 抑制了革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的生长。因此使用BMP-Ag作为伤口敷料可以有效地增强感染伤口的收缩力。该研究首次成功尝试离体再矿化细胞器，实现了杂化BMP的生物合成，为多功能生物纳米复合材料的合成技术提供了重要的进步。去除 BMP-Ag 和生物膜的 Ag-Fe3O4 NPs 抑制了革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的生长。因此使用BMP-Ag作为伤口敷料可以有效地增强感染伤口的收缩力。该研究首次成功尝试离体再矿化细胞器，实现了杂化BMP的生物合成，为多功能生物纳米复合材料的合成技术提供了重要的进步。