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科学家已经发现,数百种细菌能够产生电能,很可能会被选择用来制造“活细胞”。
虽然研究人员已经知道在海底等异国环境中发现的细菌是致电的,但该期刊发表了一项新研究 性质 这是科学家第一次发现与人类相互作用的细菌 也 产电。
这些细菌的范围从引起腹泻的那种到发酵酸奶的细菌。许多人填充人体肠道,了解这些细菌如何发展发电能力可能揭示它们如何感染人类 - 或者为什么它们让我们保持健康。
研究合着者和加州大学伯克利分校博士后研究员Sam Light说 逆 在过去的30年里,科学家越来越意识到生活在富含矿物氧化物的环境中的细菌,如氧化铁和氧化锰,能够生存,因为这个过程被称为 外 电子转移。 Light说,这意味着它们会产生电力作为新陈代谢的一部分。
一些细菌发电的原因与我们呼吸氧气的原因类似:支持能源生产。在人体中,电子被转移到每个细胞内的线粒体中的氧分子。但是生活在肠道中的细菌无法获得氧气,因此它们已经发展出使用替代品的能力。通过细胞外电子转移,这些微生物可以通过以电能的形式将高能电子移动到细胞外来“呼吸”。
“我们发现食源性病原体 李斯特菌 拥有这种发电能力,“Light解释道。 “我们能够确定导致这种电活动的基因,结果证明许多其他细菌也拥有这些基因 - 这意味着它们也能发电。含有这些基因的细菌包括引起疾病的其他病原体,益生菌和肠道内微生物群落的正常成员,以及用于食物发酵的细菌。
该团队发现,当在带有电极的烧瓶中生长时,细菌产生的电流为500微安。这意味着它们可以在身体外部产生的电流是每个电池每秒100,000电子。
“我不会说他们在我们体内发电,”莱昂阐述道。 “他们只是在细胞外进行呼吸。换句话说,他们有一个在我们身体外可以增加发电的过程。“
这对科学家来说非常重要。 6月,美国宇航局向国际空间站发送了发电细菌,看看这些微生物在太空中的作用是否仍然相同。如果他们这样做,他们的电力可能会用于为任务项目提供动力。美国武装部队也在资助支持电生菌研究,希望这种细菌最终可用于处理废水。 2017年,加州大学圣塔芭芭拉分校的科学家们也开始着手制造一种带有化学改性微生物燃料电池的“活细胞”。
因为无氧细菌将电子从细胞壁传递出来作为生存手段,如果操纵得当,它们也可以在激烈的环境中为我们的生存做出贡献。