腸道細(xì)菌從糖中產(chǎn)生電流
根據(jù)瑞典隆德大學(xué)的一項(xiàng)新研究,腸道細(xì)菌可以產(chǎn)生電流。該結(jié)果對(duì)于藥物的開發(fā)是有價(jià)值的,但對(duì)于例如生物能源的生產(chǎn)也是有價(jià)值的。
已經(jīng)知道細(xì)菌可以在它們自己的細(xì)胞外產(chǎn)生電流,稱為細(xì)胞外電子傳遞。已經(jīng)在一些專門研究金屬鹽代謝的細(xì)菌中詳細(xì)地證明和分析了這一點(diǎn)。
一組研究人員現(xiàn)在研究了一種完全不同類型細(xì)菌的細(xì)胞外電子傳遞 - 乳酸細(xì)菌糞腸球菌,可以在人類和動(dòng)物的胃腸道中發(fā)現(xiàn)。
在這項(xiàng)研究中,研究人員研究了細(xì)菌從電極傳輸?shù)诫姌O所需的時(shí)間。他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,放置在電極上的腸球菌可以產(chǎn)生由細(xì)胞代謝產(chǎn)生的電流。當(dāng)細(xì)菌分解其細(xì)胞內(nèi)的糖時(shí),電子被釋放。電子到電極的實(shí)際傳輸是借助于細(xì)胞膜內(nèi)的所謂醌分子進(jìn)行的。
“乳酸菌和許多其他細(xì)菌可能具有電化學(xué)能力”,隆德大學(xué)微生物學(xué)教授Lars Hederstedt說。
該研究的結(jié)果還表明,在其天然環(huán)境中的細(xì)菌,即與其他細(xì)菌和真菌一起,可能具有其他方面缺乏的特性。發(fā)生的事情是兩種或更多種類型的微生物交織其代謝能力以有益于一種或兩種生物的生長(zhǎng)。根據(jù)該研究,微生物之間的這種形式的合作,稱為合成,可能與有關(guān)各方之間的電子傳遞有關(guān)。
“Synthrophy提供了細(xì)胞自身沒有的代謝能力。例如,只有當(dāng)兩種不同類型的細(xì)菌一起出現(xiàn)時(shí),某些化合物才能有效地分解,而不是單獨(dú)出現(xiàn)”,Lars Hederstedt說。
這種現(xiàn)象具有醫(yī)學(xué)意義,因?yàn)槟c球菌通常存在于人和動(dòng)物的腸中。一些物種,例如糞腸球菌,會(huì)引起有時(shí)難以用抗生素治療的感染。此外,腸球菌的代謝與某些類型的結(jié)腸癌的發(fā)作有關(guān)。
該研究也對(duì)其他領(lǐng)域感興趣。細(xì)菌和電極之間的電子傳遞的詳細(xì)知識(shí)對(duì)于設(shè)計(jì)和改進(jìn)微生物電化學(xué)系統(tǒng)是重要的。除藥物開發(fā)外,這些系統(tǒng)還有許多應(yīng)用領(lǐng)域,如生物能源生產(chǎn)中的燃料電池,廢水處理廠和生物傳感器。
Lars Hederstedt總結(jié)道:“我們相信我們的研究結(jié)果會(huì)鼓勵(lì)對(duì)具有復(fù)雜生物組成的環(huán)境進(jìn)行更多研究”。
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