常见的引起腹泻的细菌可以发电

网络整理 2019-01-28 02:04

该系统因此成立了一个简朴的电子管道,与革兰氏阳性细胞的单膜布局兼容。EET的激活支持不行发酵碳源的发展,而EET突变体在小鼠胃肠道中表示出竞争性缺陷。在厚壁菌门的数百个物种中,包罗多种肠道菌群的病原体和共生体成员,都存在与EET相关的基因同源物,并与被测菌株的EET活性相关。这些发明表白,以eet为基本的发展本领越发普遍,并成立了之前被低估的跨差异情况的电致细菌相关性,包罗宿主相关的微生物群落和熏染病。

为了相识这个系统有多强大,莱特博士与劳伦斯伯克利国度尝试室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的科学家卡罗琳·阿乔·富兰克林(Caroline Ajo-Franklin)博士相助。后者研究的是活微生物与无机质料之间的彼此浸染,大概用于碳捕捉和封存以及生物太阳能发电。她用一个电极丈量了从细菌中流出的电流——高达500微安——证实了它确实是电致的。事实上,它们发生的电量——每个细胞每秒约莫10万个电子——相当于已知的电致细菌发生的电量。

细胞外电子转移(EET)描写了微生物的生物电化学进程,即电子从细胞溶胶转移到细胞外部。呼吸矿物质的细菌操作巨大的血液电子通报机制,但其他eet的存在和机制基本仍不清楚。这里我们展示了食源性单核增生李斯特菌操作一种奇特的基于黄素的EET机制将电子通报到铁或电极。通过对L.单核细胞基因突变体举办正向遗传筛选,发明其细胞外铁还原酶活性低落,我们确定了导致EET的8个基因位点。这个位点编码一种非凡的NADH脱氢酶,它通过将电子引导到一个离散的膜定位醌池,从而将EET与有氧呼吸分分开来。其他卵白质促进大量细胞外黄卵白的组装,与自由分子黄酮梭体团结,介导电子转移到细胞外受体,”研究人员写道。

细菌发电是为了去除新陈代谢进程中发生的电子并支持能量的发生。当动物和植物将它们的电子转移到每个细胞线粒体内的氧气中时,处于缺氧情况中的细菌,包罗我们的肠道,也包罗酒精和奶酪发酵罐和酸性矿井,必需找到另一个电子受体。在地质情况中,凡是是细胞外的一种矿物,如铁或锰。在某种意义上,这些细菌“呼吸”铁或锰。

这些发光的细菌中有许多是人体肠道微生物群的一部门,个中许多都是致病性的,好比引起食源性疾病李斯特菌病(listeriosis)的细菌,这种病也会导致流产。引起坏疽(梭菌)和医院得到性传染(粪肠球菌)以及一些致病链球菌的细菌也会发生电流。其他的电致细菌,好比乳酸菌,在发酵酸奶中很重要,个中许多都是益生菌。

Drs。光和Portnoy有更多关于如何故及为什么这些细菌成长这样一个奇特的系统,譬喻,简朴,容易转移电子通过一个细胞壁而不是两个,和时机,操作无处不在的黄素分子挣脱电子好像使这些细菌可以或许找到一种要领来在富氧和缺氧情况中保留下来。

加州大学伯克利分校的研究人员说,他们发明一种常见的引起腹泻的细菌单核增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)利用一种与已知的电致细菌完全差异的要领发电,数百种其他细菌也利用同样的要领发电。他们的研究(“一种基于黄素的细胞外电子转移机制在差异革兰氏阳性细菌中”)颁发在《自然》杂志的网络版上,对付那些今朝正试图操作微生物制造活电池的人来说,这将是一个好动静。譬喻,这种“绿色”生物能源技能可以操作废料处理惩罚厂的细菌发电。

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