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發電細菌生成超穩定蛋白質“納米線”

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【發電細菌生成超穩定蛋白質“納米線”】本文轉自：科技日報
“吞入”甲烷“吐出”電子
發電細菌生成超穩定蛋白質“納米線”
發電細菌生成超穩定蛋白質“納米線”
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地桿菌產生的蛋白質“納米線” ， 由細胞色素OmcZ組成 ， 導電性是細胞色素OmcS納米線的1000倍 ， 剛度是后者的3倍 。
圖片來源：SibelEbruYalcin/eurekalert網站
科技日報訊（實習采訪人員張佳欣）據最新一期《自然·微生物學》雜志 ， 美國耶魯大學團隊發現 ， 地桿菌制造的蛋白質具有線狀特性 ， 與“吃”甲烷的微生物相似 ， 而地桿菌可發電 ， 這意味著其有望“吞下”廢氣并“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于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 。 此外 ， 溫度升高加速了微生物生長 ， 因此產生的溫室氣體超過了植物所能利用的氣體總量 ， 這削弱了地球碳匯的功能 ， 并進一步提高了全球氣溫 。
現在 ， 能夠從海洋沉積物中攝取高達80%甲烷的地桿菌可能是這種惡性循環的一個潛在解決方案 。
地桿菌產生的蛋白質“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 ， 剛度是后者的3倍 ， 使細菌能在百倍于其群落大小的范圍傳輸電子 。 但此前人們不知道地桿菌是如何制造這種“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 ， 并形成能夠大范圍傳輸電子的群落 。
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制造它們 。
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 。