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岩石呼吸细菌为微生物电池提供动力?

经过马丁·莱格- 2011年5月23日19:0:0格林尼治时间
岩石呼吸细菌为微生物电池提供动力?

(图片:“在细菌细胞表面发现的含铁蛋白质的新结构,有助于解释由蛋白质结合的铁原子链如何形成一根‘线’,使细胞内部的电流到达表面”)

为了寻找温室气体喷涌而出的化石燃料的替代品,科学家们发现了一些相当奇怪的研究漏洞。也许在有前途但奇怪的绿色能源技术中,将细菌转化为电池的想法高居榜首。英国东安格利亚大学的一个研究小组认为,多亏了他们的新研究,这一点更接近事实。在今天出版的报纸上美国国家科学院院刊东安大学的科学家们声称已经找到了“岩石呼吸”细菌产生能量的精确机制。

由汤姆·克拉克博士领导的东安大学研究小组与太平洋西北国家实验室的科学家合作,对一种被称为“细菌”的细菌的细胞表面发生了什么Shewanella oneidensis。这是一大群岩石住宅细菌的成员,这些细菌已经进化到地下深入生存,使用铁作为能量来源。

与大多数多细胞动物不同的是,在“铁呼吸”过程中,这种“岩石呼吸”细菌将自己连接成铁粒子。它使细菌在没有氧气的情况下也能生存,但最让研究人员兴奋的是其机制的细节——将电子从细菌中抽到铁中。

因为细菌能够通过附着在金属颗粒上产生电流,它们可以被连接到电极上,从而制造出微生物燃料电池——也被称为“生物电池”。这些可能是由一些像动物或人类排泄物一样普遍而奇怪的东西造成的。

但是为了让这些最自然的废电池成为现实,科学家们需要了解细菌的微小有机细胞“线路”是如何工作的。而这正是来自东安大学的研究小组相信他们已经做到的,他们使用x射线晶体学来发现相关蛋白质的详细结构。

“这是一个令人兴奋的进展我们了解一些细菌物种将电子从里向外的一个细胞,”克拉克说,“确定精确的分子结构的蛋白质参与这个过程的关键是利用微生物作为一个至关重要的一步一个可行的未来电力的来源。”

这些迷人的细菌引擎不仅可以推动发电的新方法,还可以让清洁有毒污染(如石油泄漏或铀等放射性物质)的新技术得到发展。似乎往往是地球上最黑暗和最远的角落才对研究人员最有启发。