科学家设计大肠杆菌发电

自1911年以来，英国真菌学家迈克尔·克雷塞·波特（Michael Cressé Potter）注意到啤酒酵母发电，科学家们一直在努力利用微生物燃料电池.

但是，微小的、崭露头角的“生物反应器”的效率已经太低而无法实际使用.更重要的是，事实证明，微生物在消化产生电力的基质上会出奇地挑剔。

现在，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的一组研究人员设计了最常见的细菌之一，大肠杆菌，从啤酒厂废水中发电 - 它已经超过了最新的生物工程菌株。

“虽然有外来微生物自然发电，但它们只能在特定化学物质存在的情况下才能这样做，”解释资深作者和化学工程师Ardemis Boghossian，来自EPFL。

"大肠杆菌可以在广泛的来源上生长，这使我们能够在各种环境中发电，包括废水。

为了增强大肠杆菌发电能力，研究人员修改了其基因组，以包括蛋白质复合物发现于希瓦氏菌，最著名的细菌发电机之一。

奥奈登斯链球菌当它还原金属时会产生电子流，例如，这种电信号已被用于检测有毒金属例如原型系统中的砷。

通过整合所有组件S. oneidensis'发电途径大肠杆菌该研究的主要作者Mohammed Mouhib及其同事将其电活性提高了两倍。以前设计的菌株（仅包括部分奥奈登斯链球菌途径）。

然而，这些实验是在实验室条件下在单个腔室中进行的。对任何潜在技术的真正考验是它是否可以在工业环境中工作。

过去的研究已经探索使用藻类在啤酒厂废水处理中。啤酒厂需要在处理之前处理他们用来清洗谷物和冲洗水箱的水，因为它含有糖、淀粉、酒精和酵母的令人陶醉的混合物，如果不处理排放，可能会引发不受欢迎的微生物水华。

所以团队测试了他们的大肠杆菌从瑞士洛桑当地啤酒厂收集的废水样本上的系统，经过修饰的细菌在 50 多个小时内愉快地吞噬了这些废水。

“我们的生物工程电细菌能够通过以这种废物为食而呈指数级繁殖，”说博格西安，而奥奈登斯链球菌用作比较器，无法消化混合流出物。

这使得工程大肠杆菌更适合处理工业废水，即使其发电潜力仍然比奥奈登斯链球菌,研究人员说.

大肠杆菌对不同化学基质的需求也意味着工程细菌可能适应其他废物流和原料。

无论如何，研究人员都需要测试他们的修改是否经过修改大肠杆菌可以处理工业卷。如果是这样，它可以带来一些可观的能源节约。

“我们不是将能量投入系统来处理有机废物，而是在发电的同时处理有机废物 - 一石二鸟，”说博格西安。

该研究已发表在焦耳.

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