據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)5月23日報道,英美科學(xué)家首次精確地展示了細(xì)菌中運送電荷的細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu),詳細(xì)揭示了細(xì)菌如何將電子由細(xì)胞內(nèi)推到細(xì)胞外的“細(xì)枝末節(jié)”,最新成果讓使用細(xì)菌來發(fā)電這種美好的愿景更加接近現(xiàn)實,相關(guān)研究發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。
這個發(fā)現(xiàn)意味著,科學(xué)家們現(xiàn)在能著手研發(fā)合適的辦法,將細(xì)菌直接“拴到”電極上,用這種方法制造出高效的微生物燃料電池。這項進(jìn)步也能加速清理油污染或鈾污染的微生物試劑的研發(fā),同時也將加速由廢物提供電力的燃料電池的研制。
細(xì)菌內(nèi)部的多層蛋白質(zhì)就像細(xì)胞的有機(jī)輸電線一樣,使細(xì)菌內(nèi)部產(chǎn)生的電子被運送到細(xì)胞表面。在最新研究中,英國東安格里亞大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院的教授湯姆·克拉克領(lǐng)導(dǎo)的英美科研團(tuán)隊,使用名為X射線結(jié)晶學(xué)的方法揭示了一種依附于海洋細(xì)菌細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu),細(xì)菌通過這個細(xì)胞轉(zhuǎn)運電子。
克拉克表示:以前我們并不知道細(xì)菌內(nèi)的電子是如何到達(dá)細(xì)胞表面的,最新發(fā)現(xiàn)向我們展示了細(xì)菌將電子從細(xì)胞內(nèi)推到細(xì)胞外的“細(xì)枝末節(jié)”。細(xì)菌可以吸進(jìn)氧化物礦物質(zhì)中的有機(jī)碳分子并在細(xì)胞內(nèi)部“消化”它們,接著釋放出電子。因此,細(xì)菌坐在巖石上并吸進(jìn)巖石的過程可以應(yīng)用于電極上,細(xì)菌能依靠電極呼吸并產(chǎn)生電子。精確展示這個過程讓我們可以“順藤摸瓜”,進(jìn)一步研制出高效的微生物燃料電池等。
以前,科學(xué)家們試圖利用細(xì)菌表面的電力,但只能得到很少的電力,現(xiàn)在,利用這一最新發(fā)現(xiàn),科學(xué)家們有望獲得足以投入實際應(yīng)用的電力。克拉克說:“我們所做的只是改變細(xì)菌生活的表面環(huán)境而已?!?/p>
英國生物技術(shù)和生物科學(xué)研究院(BBSRC)和美國能源部對該科研項目提供了資助,美國能源部西北太平洋國家實驗室的科學(xué)家也參與了該項目。