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科學家發(fā)現(xiàn)一種導電細菌其行為類似于"活電線"

文章來源：新能源網(wǎng) 更新時間：2025-05-09 10:00:42

研究人員發(fā)現(xiàn)了一種此前未知的能夠導電的細菌，它在污染清理和生物電子學方面有潛在的應用，這可能為創(chuàng)新的生物電子技術鋪平道路。這些應用可能涵蓋醫(yī)藥、工業(yè)制造、食品安全以及環(huán)境監(jiān)測與修復等領域。

這種新發(fā)現(xiàn)的細菌是在俄勒岡州海岸的泥灘中發(fā)現(xiàn)的，被命名為Candidatus Electrothrix yaqonensis。該名稱是為了紀念發(fā)現(xiàn)該細菌地區(qū)的原住民。

該研究結果發(fā)表在《應用與環(huán)境微生物學》雜志上。

這一發(fā)現(xiàn)是由當時俄勒岡州立大學（OSU）的博士后研究員程力和俄勒岡州立大學地球、海洋與大氣科學學院的杰出名譽教授克萊爾·雷默斯共同發(fā)現(xiàn)的。研究小組從亞奎納灣河口采集的潮間帶沉積物樣本中分離出了這種細菌。

索狀細菌由桿狀細胞組成，這些細胞首尾相連，共用一個外膜，形成可長達數(shù)厘米的細絲。它們的導電性在細菌中并不常見，這是一種適應性特征，可以優(yōu)化它們在所處沉積物環(huán)境中的代謝過程。

新型"電纜細菌"的細絲。圖片來源：程力

該新物種的代謝途徑和基因混合了 Ca. Electrothrix 屬和另一種已知的線狀細菌屬 Ca. Electronema。

程力教授表示：“這個新物種似乎是 Ca. Electrothrix 進化枝中的一個橋梁、一個早期分支，這意味著它可以為了解這些細菌的進化過程以及它們?nèi)绾卧诓煌h(huán)境中發(fā)揮作用提供新的見解。”他在詹姆斯麥迪遜大學任教一段時間后，將于今年 6 月返回俄勒岡州立大學，擔任農(nóng)業(yè)科學學院的助理教授。

“就其代謝潛力而言，它在所有其他已描述的類似細菌物種中脫穎而出，并且具有獨特的結構特征，包括明顯的表面脊，比其他物種的脊寬三倍，其中含有由獨特的鎳基分子制成的高導電纖維。”

這些纖維使細菌能夠進行長距離電子傳輸，將沉積物表面的電子受體（如氧氣或硝酸鹽）與沉積物深層中的電子供體（如硫化物）連接起來。細菌能夠參與長距離氧化還原反應，這使得它們在沉積物地球化學和營養(yǎng)循環(huán)中發(fā)揮著關鍵作用。

“這些細菌可以轉移電子來清除污染物，因此它們可以用來去除沉積物中的有害物質，”程力說。“此外，他們設計的一種高導電性鎳蛋白或許能啟發(fā)新的生物電子學。”

這種"電纜細菌"可以在不同的氣候條件下生存，并且存在于各種環(huán)境中，包括淡水和咸水沉積物。

Ca. Electrothrix yaqonensis 的名字來源于雅奎納人，他們的祖先土地涵蓋了雅奎納灣。雅奎納既指構成他們家園大部分的海灣和河流，也指這些人本身。如今，雅奎納人的后裔已成為西萊茨印第安人聯(lián)盟部落的一部分，研究人員與他們共同為這個新物種命名。

李說：“用一個部落的名字來命名一種具有重要生態(tài)意義的細菌，承認了它與這片土地的歷史聯(lián)系，也承認了它對生態(tài)知識和可持續(xù)性的持久貢獻。”

編譯自/ScitechDaily

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