张成岗(CZ)的博客世界分享 http://blog.sciencenet.cn/u/zcgweb 脑损伤与脑保护;神经认知;生物信息;蛋白质组;辐射损伤与防护

博文

[转载]人体肠道内的细菌能产生电流,未来有望制成“活体电池

已有 432 次阅读 2022-11-28 21:32 |系统分类:科研笔记|文章来源:转载

科学家:人体肠道内的细菌能产生电流,未来有望制成“活体电池”

原创2018-09-16 14:05·茶马星球视野

https://www.toutiao.com/article/6601696021485453828 

科学家已经发现数百种细菌物种能够产生电流,它们很可能被用来打造“活体电池”。虽然研究人员已经在象海底这样的独特环境中发现细菌可以产生电流,但在《自然》杂志上发表的一项新研究,却是科学家首次发现与人类相关的细菌也可以产生电流。

这些细菌的范围从导致腹泻的细菌到发酵酸奶的细菌。它们充斥在人类的肠道中,了解这些细菌如何形成发电的能力可能会解开一个奥秘,那就是它们如何感染人类或者为什么让我们保持健康。


研究的共同作者,加州大学伯克利分校的博士后研究员山姆莱特告诉记者,在过去的30年里科学家逐渐意识到生活在富含矿物氧化物(例如氧化铁和氧化锰)环境中的细菌,它们之所以能够存活下来,是因为一种叫做细胞外电子转移的过程,这意味着作为新陈代谢的一部分,它们会产生电力。

一些细菌发电的原因与人类吸入氧气的原因类似,那就是支持能源产生。在人体中电子被转移到每个细胞内的线粒体中的氧分子。但是生活在肠道中的细菌无法获得氧气,因此它们进化出了利用替代品的能力。通过细胞外电子转移,这些微生物可以通过在细胞外移动高能电子来“呼吸”,于是电流产生了。


如图:一种鞭毛单核细胞增生李斯特菌的电子显微图。

研究人员发现食源性致病菌李斯特菌具有这种发电能力,而且研究人员能够确定导致产生电流活动的基因,事实证明许多其他种类细菌也拥有这些基因,这意味着它们也可以发电。含有这些基因的细菌包括致病的病原体,益生菌和肠道内微生物群落的正常菌种,以及用于食物发酵的细菌。 科学家进一步实验表明,当细菌带有电极的烧瓶中生长时,细菌产生的电流为500微安。这意味着它们在体外产生的电流,每个细胞每秒达10万个电子。

“我不会说它们在我们的身体里制造电流,”莱特解释道。“它们只是在细胞外进行呼吸。换句话说,他们有一个过程,在我们的身体之外可以被选择用来发电。”


这对科学家来说非常重要。2018年6月美国宇航局向国际空间站发送了能发电的细菌,以确定这些微生物在太空中的组织机能是否仍然相同。如果仍然相同的话,它们产生的电力存在可以用于任务动力驱动的潜在可能。美国军队也对于发电细菌研究提供了经济支持,他们希望细菌最终能用于处理废水。2017年加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的科学家们也在用化学改良的微生物燃料细胞进行“活体电池”研究。

作为一种生存手段,没有氧气的细菌会把电子从细胞壁中传递出去。如果运用得当,未来它们也能在地球日益恶化的环境中为人类的生存做出贡献。




https://blog.sciencenet.cn/blog-40692-1365683.html

上一篇:[转载]肠道细菌具有电子传递途径(2018.9.12)
下一篇:[转载]2022第二届中国健康生活方式医学大会(生活方式医学,Lifestyle Medicine)
收藏 IP: 114.249.62.*| 热度|

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2023-1-27 19:43

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部