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摘要:将细菌放在电化学室中,并用电线捕获产生的电子,或者电极,研究小组发现这些食源性细菌会产生电流。在肠道中,许多不同的分子,如铁,可能与电子结合并接受电子,Light说,他们还发现细菌需要黄素蛋白才能生存。
你的胃里可能没有蝴蝶,但你的肠道里肯定有火花。
一些常见的或已经在我们肠道中发现的细菌可以产生电能,根据星期三(9月12日)发表在《自然》杂志上的一项新研究,
发电,或“发电”,细菌并不是什么新鲜事物-它们可以在远离我们的地方被发现,比如在湖底,高级作者丹尼尔波特诺伊说,他是加州大学伯克利分校的微生物学家。[肠道细菌影响健康的5种方式]
但是直到现在,科学家们还不知道在腐烂的植物或哺乳动物中发现的细菌,特别是在农场动物中,也能产生电能,而且用一种更简单的方式,Portnoy说,
在实验室里,Portnoy和他的团队首先培育了一批单核细胞增生李斯特菌,李斯特菌一种细菌,我们经常食用,有时会引起李斯特菌病。根据疾病控制和预防中心的说法,这种食物中毒通常对免疫系统减弱的人、孕妇(可能导致流产)、新生儿和老年人最为危险。
将细菌放在电化学室中,并用电线捕获产生的电子,或者电极,研究小组发现这些食源性细菌会产生电流。
为什么会休克根据一份声明,有些细菌产生电能有几个原因,比如去除新陈代谢产生的电子。但是主要目的是创造能量,Portnoy说,,但是李斯特菌也有“其他的方式产生能量”,比如通过使用氧气,主要作者Sam Light说,他是加州大学伯克利分校的博士后研究员。这一发电过程“可能是在某些条件下使用的一个备用系统”。例如,他们可以在肠道的低氧条件下使用它。
研究人员筛选了突变的细菌-那些基因缺失或改变的细菌-以确定哪些基因是细菌必须的发电。这些基因依次编码某些蛋白质,这些蛋白质是产生电能的关键。
他们发现这些细菌使用的系统——一系列从细菌中携带电子的蛋白质——比其他电生细菌(如生活在湖底的细菌)使用的系统要简单得多。
大多数以前的其他系统发现于革兰氏阴性细菌,或那些细胞壁由两层组成,将内部与环境分开的细菌。这些最近分析的细菌呈革兰氏阳性,这意味着它们的细胞壁只有一层。”光告诉《生命科学》杂志说,这意味着电子到达外部的障碍少了一个,
,但一旦电子到达外部,就不清楚它们的去向了。其他地方的生电细菌通常将电子转移到环境中的铁或锰等矿物上。在研究小组的实验中,电子流入电极。在肠道中,许多不同的分子,如铁,可能与电子结合并接受电子,Light说,
他们还发现细菌需要黄素蛋白才能生存。黄素是维生素B2的一种变体,在肠道中密集分布。研究人员后来发现,这种细菌不仅需要黄素来生存,而且在周围环境中额外的、自由漂浮的黄素可以增强细菌的电活性。
产能细菌一旦知道哪些基因负责发电,研究小组进一步鉴定了数百种其他的利用这种简单的 ... 发电的微生物——其中一些通常存在于肠道,而其他微生物则在发酵酸奶或作为益生菌中起重要作用。
发表在同一天出版的《自然》杂志上,伊利诺伊大学微生物学家拉蒂·卡洪和南希·弗雷塔格,那些没有参与这项研究的人写道:“考虑到微生物可能在我们的肠道中生活着高电荷的生命,这对系统来说是一种冲击。”研究人员写道:“对这一新发电途径的了解“可能会为基于细菌的能源发电技术的设计创造机会。”努力创造微生物燃料电池,或利用细菌利用有机物发电的电池,如在废物处理厂。因为这个新工艺更简单,有可能改进这种技术,但现在断言还为时过早,Light说:
他个人更感兴趣的是确切地了解肠道中发生了什么-哪些分子从细菌接收电子,以及这一过程如何影响细菌的生存。
最初发表在《生命科学》上。
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