直接从源头

自从科学家发现某些微生物可以从电荷中获得能量以来,研究人员就一直想知道它们是如何做到这一点的。

Arpita Bose玻色

细菌没有嘴,所以它们需要另一种方式把它们的燃料带入体内。圣路易斯华盛顿大学的一项新研究揭示了这种细菌是如何直接从电极源吸收电子的。这项工作来自Arpita Bose的实验室,艺术生物学助理教授《科学》杂志于11月5日发表在科学杂志《mBio》上。

“在我们的工作完成之前,这个过程的分子基础是很难解开的,”Bose说。“这主要是由于参与这一过程的蛋白质的复杂性。但是现在,我们第一次理解了光养微生物是如何接受固体和可溶性物质的电子的。”

Bose实验室的博士研究生Dinesh Gupta是这项新研究的第一作者。古普塔说:“当我们发现这些光养细菌利用一种新的处理步骤来调节参与这一过程的关键电子转移蛋白的产生时,我很兴奋。”“这项研究将有助于设计一个细菌平台,使细菌能够以电力和二氧化碳为食,生产诸如生物燃料等具有附加值的化合物。”

让电流通过细菌的外层是关键的挑战。这种屏障对不溶性的铁质矿物和/或电极既不导电又不渗透。

Rhodopseudomonas palustris R. palustris TIE-1构建了一个通道来接受电子通过其外膜。(图片由Bose实验室提供)

Bose和她的合作者,包括生物学教授Robert Kranz,证明了自然产生的palustris红单胞菌系1建立了一个通道来接受外层膜上的电子。这种细菌依赖于一种叫做十血红素细胞色素c的含铁辅助分子。

细胞外电子摄取可以帮助微生物在缺乏营养的条件下生存。

既然Bose已经证明了EEU背后的这些机制,她希望用它作为一种生物标记来识别野外的其他食电细菌。这些发现将有助于研究人员理解代谢进化和微生物生态学中这一功能的重要性。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://source.wustl.edu/2019/11/straight-from-the-source/

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