尊龙凯时人生就是搏

 近日，我校尊龙凯时人生就是搏教授、美國微生物科學院院士Christopher Rensing團隊在微生物納米導線介導的胞外電子傳遞研究中取得新進展。

論文發表截圖

 在全球能源短缺及環境汙染日益嚴重的背景下，微生物燃料電池(microbial fuel cell, MFC) 受到越來越多的關注。MFC是利用電活性微生物具有通過分解有機物向胞外釋放電子的能力，在降解汙染物的同時輸出電能，是具有巨大潛能的綠色可循環再生能源技術，有望在解決環境問題的同時解決能源問題。通常，電活性微生物能在MFC 的陽極表面形成電活性生物膜，構成MFC的催化核心。然而，隨著電活性生物膜的不斷增厚，遠離電極的電活性微生物將面臨如何將電子傳遞到陽極的難題。研究發現，某些電活性微生物可以通過在細胞表面表達導電的纖維狀納米線實現長距離的電子傳遞。

 Geobacter sulfurreducens是目前産電與成膜能力最強的電活性微生物之一。研究表明，G. sulfurreducens至少可以表達三種形式的導電納米線，即菌毛、細胞色素OmcS和OmcZ納米導線。這些納米導線被認爲是G. sulfurreducens可進行陽極産電的關鍵。然而，以往的研究只強調了這些納米導線在陽極生物膜中的導電功能，卻忽略了其潛在的結構功能。

地杆菌納米線介導的電子跨膜傳遞機制示意圖

 課題組通過分解各種納米線的導電與結構功能，從導電與成膜兩方面研究了每種納米導線在G. sulfurreducens陽極生物膜中的功能。研究結果表明，OmcS納米導線只具有導電功能而不具有結構功能，菌毛只具有結構功能而不具有導電功能，而OmcZ納米導線同時具有導電功能與結構功能，並且其導電功能比OmcS納米導線強，而結構功能要比菌毛更強。該研究揭示了納米線結構功能對電活性生物膜生長以及産電的重要性，支持了細胞色素促進G. sulfurreducens電活性生物膜長距離胞外電子傳遞的假說，並提出G. sulfurreducens天生的成膜缺陷是顯示MFC 性能提升的因素之一。該研究爲全面理解電活性生物膜電子傳遞機制提供了新的證據，並爲提高MFC的性能提供了一種方案。

 該研究成果目前以“Dissecting the structural and conductive functions of nanowires in Geobacter sulfurreducens electroactive biofilms”爲題，發表于國際著名期刊《mBio》上，福建農林大學爲第一完成單位，劉星研究員和Christopher Rensing教授爲共同通訊作者，博士生葉銀和劉星研究員爲共同第一作者。該研究得到了國家傑出青年科學基金（41925028）、國家自然科學基金（42077218）、福建省科技廳項目（2020J01568）和福建農林大學傑出青年科研人才計劃項目（xjq202001）的資助。

尊龙凯时人生就是搏 图文  修新田審核