
您的胃中可能沒有蝴蝶,但是您的腸子肯定有火花。
根據雜誌上發表的一項新研究自然。
加利福尼亞大學伯克利分校的微生物學家丹尼爾·波特諾伊(Daniel Portnoy)說,發電或“電源”細菌並不是新事物 - 可以在遠離我們的地方找到它們。 [5種腸道細菌影響您的健康這是給出的
但是,直到現在,科學家還不知道在腐爛的植物或哺乳動物(尤其是農場動物)中發現的細菌也可以發電 - 並且以一種簡單的方式發電。
在實驗室,Portnoy和他的團隊首先成長單核細胞增生李斯特菌,一種細菌,我們經常吃,有時會引起被稱為李斯特氏病的感染。根據該類型的食物中毒,通常對於那些免疫系統,孕婦(可能導致流產),新生兒和老年人的食物中毒最危險疾病控制與預防中心。
通過將細菌放在電化學室中,並用電線或電極捕獲產生的電子,該團隊發現這些食源性細菌會產生電流。
為什麼要震驚?
某些細菌產生電的原因有幾個原因,例如去除新陳代謝產生的電子。陳述。 Portnoy說,但主要目的是創造能量。
但單核細胞增生李斯特菌加利福尼亞大學伯克利分校的博士後研究員薩姆·萊特(Sam Light)說,還有“其他產生能量的方法”,例如通過使用氧氣。發電過程“可能是在某些條件下使用的備用系統”。例如,它們可以在腸道的低氧條件下部署它。
研究人員篩選了突變的細菌 - 那些缺失或改變的基因的細菌,以識別細菌產生電的必要基因。這些基因反過來構成了某些蛋白質的代碼,這是產生電力的關鍵。
他們發現,這些細菌所使用的系統(將電子從細菌中移出的蛋白質級聯反應)比系統簡單得多。
在革蘭氏陰性細菌中發現了大多數其他先前的系統,或細胞壁由兩層組成這將內部與環境區分開。這些最近分析的細菌是革蘭氏陽性的,這意味著它們的細胞壁只有一層。 Light告訴《 Live Science》,“這意味著要到達外部的障礙。”
但是一旦電子到達外部,就不清楚它們去了哪裡。電源細菌在其他地方通常會將電子轉移到環境中的鐵或錳等礦物質。在研究團隊的實驗中,電子流入電極。 Light說,在腸道中,許多不同的分子(例如鐵)可以潛在地結合併接受電子。
他們還發現,細菌需要黃素蛋白才能生存。黃素是維生素B2的一種變體,可密集地填充腸道。研究人員隨後發現,細菌不僅需要黃素才能生存,而且在周圍環境中額外的自由浮動黃素可以增強細菌的電活動。
產生能量的細菌
一旦他們知道了哪些基因是為了發電的原因,團隊進一步確定了數百種使用此簡單過程產生電力的微生物 - 其中許多通常位於腸道中,而其他過程則很重要發酵酸奶或用作益生菌。
在評論伊利諾伊大學微生物學家Laty Cahoon和Nancy Freitag在同一天發表,他們沒有參與研究,他寫道:“考慮到Microbes可能在我們的腸道中過著高充滿活力的生活,這是一個令人震驚的。”研究人員寫道,對這一新的電力產生途徑的知識“可能為基於細菌的能源生成技術設計創造機會。”
已經努力創造微生物燃料電池,或使用細菌來使用有機物發電的電池,例如廢物處理廠。萊特說,因為這個新過程更簡單,所以它有可能改善這種技術,但是現在還為時過早說。
他個人更感興趣地了解腸道中發生的事情 - 分子從細菌中接收電子以及該過程如何影響細菌生存。
最初出版現場科學。