發電細菌生成超穩定蛋白質“納米線”
科技日報訊 (實習記者張佳欣)據最新一期《自然·微生物學》雜誌,美國耶魯大學團隊發現,地杆菌製造的蛋白質具有線狀特性,與“吃”甲烷的微生物相似,而地杆菌可發電,這意味著其有望“吞下”廢氣並“呼出”電子。該發現為人類應對氣候變化提供了新線索。
氣候變化加速對地球上的生命構成威脅。氣溫升高的很大一部分原因是由於微生物產生了大氣甲烷,甲烷捕獲熱量的能力是二氧化碳的30倍bei。此ci外wai,溫wen度du升sheng高gao加jia速su了le微wei生sheng物wu生sheng長chang,因yin此ci產chan生sheng的de溫wen室shi氣qi體ti超chao過guo了le植zhi物wu所suo能neng利li用yong的de氣qi體ti總zong量liang,這zhe削xue弱ruo了le地di球qiu碳tan彙hui的de功gong能neng,並bing進jin一yi步bu提ti高gao了le全quan球qiu氣qi溫wen。
現在,能夠從海洋沉積物中攝取高達80%甲烷的地杆菌可能是這種惡性循環的一個潛在解決方案。
地杆菌產生的蛋白質“納米線”由細胞色素OmcZ組成,其導電性是細胞色素OmcS納米線的1000倍,剛度是後者的3倍,使細菌能在百倍於其群落大小的範圍傳輸電子。但此前人們不知道地杆菌是如何製造這種“納米線”的,以及它們為何會如此發電。
之前的實驗表明,這種蛋白質線顯示出迄今最高的導電性,使細菌能產生迄今最高的電力,並形成能夠大範圍傳輸電子的群落。
此次,使用高分辨率冷凍電子顯微鏡,研究人員觀察到“納米線”的原子結構,發現血紅素緊密排列,以極快的速度和超高的穩定性移動電子。該團隊還合成了“納米線”,解釋了細菌如何按需製造它們。
研究人員表示,人們有可能利用這些“納米線”來發電,或者了解“吃”甲烷的微生物如何利用該特性來應對氣候變化。
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