【氨基酸允許細菌的 '納米線' 進行電力】

明道

【氨基酸允許細菌的 '納米線' 進行電力】

 

 

開展生物納米線嗎？

一組研究人員在美國聲稱已經找到一種微生物，沿蛋白絲，就像一種金屬的導電的明確證據。

通過展示芳香族氨基酸桿菌 sulfurreducens的電氣和呼吸活動的關鍵，該集團聲稱有確鑿的證據，這種細菌漏斗電子向上和向下使用的確切相同的原則作為合成的有機材料在電子產品中使用的"微生物納米線"。

桿菌是厭氧土壤和沉積物中全世界發現的。

自 1987 年發現以來，它由於其派上用場"呼吸"iron oxide 泥中的和廢水中的方式，我們呼吸的氧氣，淨化過程中的源等污染物的能力引起了特別注意。

電子轉移是在所有呼吸的心。為了在缺氧環境中生存，桿菌驅逐電子沿細像頭髮絲一樣它分泌，叫做霹靂。

最新研究的主要作者，德里克撲通的美國麻塞諸塞大學的微生物學家解釋說"這是不尋常，因為它使用的東西外面該儲存格，則在儲存格內，生活使用其它電子受體通常是迫"。

生物的重磅炸彈

在 2005 年由撲通和他的同事發現，菌毛是只有約 5 毫微米寬但可以達 20000 nm 的長度 — — 比細菌細胞本身長很多倍。

在 2011 年很新的團隊去表明 pili 表現出類似金屬的電導率，藉以釐米距離上千倍的運輸電子連續結構沿他們的儲存格中，賺取他們的綽號"納米"的長度。

物理學家傾向于採取這一消息在他們的步伐，說很新，但同樣不能說的生物學家。

"[我們]桿菌行為代表范式轉變。

它違背了所有關于生物電子轉移，通常涉及到電子跳躍 [或隧道] 教我們從一個分子到另一個，"他解釋道。

它沒有説明這恰恰如何霹靂實現這項傑出成就仍然是一個謎。

遺傳的調整

為了更好地理解這類似金屬的電導率是如何運作的團隊尋找靈感來自合成的有機聚合物，其中的電導率被從重疊 pi — — π 軌道的芳香族化合物結構。

這些環狀的結構共用電子懸浮在一片雲，允許重疊電子流動 — — 帶領撲通推測，也許芳香族氨基酸在霹靂一個概念要有其獨特的性能。

研究人員利用基因操作技術，交換可疑芳香族氨基酸在關鍵地區的桿菌的基因組與非芳香族氨基酸 — — 丙氨酸。

桿菌新菌株看上去完全相同于舊在顯微鏡下，但其霹靂可憐當它來了到電導率。

"這就像拉出一根延長線銅 — — 它仍然看起來相同，但它再也不能導電，"撲通解釋。

至關重要的是，這些細胞還嚴重受阻轉儲到鐵氧化物在標準呼吸過程中，這意味著導電霹靂中心的生物功能的儲存格上的電子的能力。

"從我的角度看，這是巨大的"說，撲通，添加它"真的會拿走任何猜想這可能不是重要的生物過程"。

納米線與生物膜

然而，抵抗的想法依然。在 2012 年衛生部 El Naggar，一個物理學家從南加利福尼亞大學和同事們公佈結果說明為什麼阿默斯特集團的基本假設是完全不可能。

其他欄位查詢的實驗方法用來繪製關於霹靂的類似金屬的電導率 — — 包括美國海軍研究實驗室的研究員倫納德 · 投標，世衛組織發表的原因，清單也在 2012 年，關於為什麼他認為實驗都是有缺陷的初步結論內。

另一位研究員，他希望保持匿名，說"想要盡可能客觀，我不能認為任何人在外地接受撲通組假設。

一個特定的爭論是焦點的霹靂的電子轉移特性可以被當地語系化到他們獨自一人，還是更大的"生物膜"其連結的網路一部分的 — — 以及自己的細菌細胞和蛋白質和多糖 — — 等其他細胞外的分泌的材料是否真正負責任。

令人信服的證據

隨著最新文章的輿論浪潮最後可能雖然轉向撲通的贊成的。

菲費爾基督徒，從奧爾胡斯大學丹麥 — — 團隊的一份子丹麥 — — 美國最近發現導電電纜-多細胞細菌絲一樣在海洋沉積物 — — 認為這項研究"將添加一個至關重要的組成部分"到當前的理解的桿菌的導電性能。

"我興奮地看了正在進行的結構研究是否很快就會到一個模型對實際的電子傳遞，會也極大地鼓舞其他微生物長途電子運輸系統的研究，"他說。

哈利灰色的加州理工學院 — — 世界上總理的專家對如何電子移動生物系統中之一 — — 說他"著迷"的桿菌系統。

"它是明確電子傳輸這些非常遠的距離不能解釋的單步隧道工程，"他說。

顯然，細菌可能會像金屬一樣導電的想法是極有爭議，但阿默斯特集團沒有被嚇倒。

"在生物學中，它一直有爭議的想法自從我們提出它，這就是為什麼我們只是保持在它以後，想要瞭解更多，"說，撲通。

下一步研究人員的議程上是試圖澄清霹靂，這最終也許會允許科學家合成而不必成長桿菌，是用於修復和除其他外，在實驗室中的微生物燃料電池的類似材料，希望的物理結構。

該研究發表在開放存取期刊mBio .

關於作者

Ceri 帕金斯是一個設在美國的科學作家

 

 

引用：http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fmar%2F27%2Famino-acids-allow-bacterial-nanowires-to-conduct-electricity