科學家設計大腸桿菌發電

自1911年以來，英國真菌學家邁克爾·克雷塞·波特（Michael Cressé Potter）注意到啤酒酵母發電，科學家們一直在努力利用微生物燃料電池.

但是，微小的、嶄露頭角的“生物反應器”的效率已經太低而無法實際使用.更重要的是，事實證明，微生物在消化產生電力的基質上會出奇地挑剔。

現在，瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）的一組研究人員設計了最常見的細菌之一，大腸桿菌，從啤酒廠廢水中發電 - 它已經超過了最新的生物工程菌株。

“雖然有外來微生物自然發電，但它們只能在特定化學物質存在的情況下才能這樣做，”解釋資深作者和化學工程師Ardemis Boghossian，來自EPFL。

"大腸桿菌可以在廣泛的來源上生長，這使我們能夠在各種環境中發電，包括廢水。

為了增強大腸桿菌發電能力，研究人員修改了其基因組，以包括蛋白質復合物發現于希瓦氏菌，最著名的細菌發電機之一。

奧奈登斯鏈球菌當它還原金屬時會產生電子流，例如，這種電信號已被用于檢測有毒金屬例如原型系統中的砷。

通過整合所有組件S. oneidensis'發電途徑大腸桿菌該研究的主要作者Mohammed Mouhib及其同事將其電活性提高了兩倍。以前設計的菌株（僅包括部分奧奈登斯鏈球菌途徑）。

然而，這些實驗是在實驗室條件下在單個腔室中進行的。對任何潛在技術的真正考驗是它是否可以在工業環境中工作。

過去的研究已經探索使用藻類在啤酒廠廢水處理中。啤酒廠需要在處理之前處理他們用來清洗谷物和沖洗水箱的水，因為它含有糖、淀粉、酒精和酵母的令人陶醉的混合物，如果不處理排放，可能會引發不受歡迎的微生物水華。

所以團隊測試了他們的大腸桿菌從瑞士洛桑當地啤酒廠收集的廢水樣本上的系統，經過修飾的細菌在 50 多個小時內愉快地吞噬了這些廢水。

“我們的生物工程電細菌能夠通過以這種廢物為食而呈指數級繁殖，”說博格西安，而奧奈登斯鏈球菌用作比較器，無法消化混合流出物。

這使得工程大腸桿菌更適合處理工業廢水，即使其發電潛力仍然比奧奈登斯鏈球菌,研究人員說.

大腸桿菌對不同化學基質的需求也意味著工程細菌可能適應其他廢物流和原料。

無論如何，研究人員都需要測試他們的修改是否經過修改大腸桿菌可以處理工業卷。如果是這樣，它可以帶來一些可觀的能源節約。

“我們不是將能量投入系統來處理有機廢物，而是在發電的同時處理有機廢物 - 一石二鳥，”說博格西安。

該研究已發表在焦耳.

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