甲烷細菌是能夠產(chǎn)生可燃氣體甲烷的一種微生物。美國斯坦福大學(xué)的科學(xué)家日前發(fā)現了這種細菌在制造甲烷時(shí)吸取電子、代謝二氧化碳的關(guān)鍵機制。這一成果有望為建立“微生物工廠(chǎng)”，生產(chǎn)可再生生物燃料提供新途徑。
作為沼氣的主要成分，甲烷是供暖和發(fā)電的重要燃料。甲烷細菌通常生活在沉積物和污泥中，那里的有機物分解或細菌發(fā)酵會(huì )產(chǎn)生氫和其他分子。甲烷細菌能借助這些氫及其他物質(zhì)分子吸取電子，進(jìn)而用電子與周邊環(huán)境的二氧化碳發(fā)生代謝反應，維持自身生命。在這一代謝過(guò)程中會(huì )生成甲烷。
長(cháng)期以來(lái)，科學(xué)界一直在研究上述電子是如何被甲烷細菌吸取的。斯坦福大學(xué)若熱·多伊茨曼和同事在新一期美國期刊《微生物學(xué)》上報告說(shuō)，他們發(fā)現甲烷細菌所合成的氫化酶對其吸取電子、生成甲烷至關(guān)重要。
在實(shí)驗中，研究人員把甲烷細菌及其培養物放在燒瓶中，通過(guò)石墨電極向燒瓶中穩定提供電子，并注入二氧化碳氣體。結果燒瓶?jì)壬闪思淄闅怏w，證明甲烷細菌吸取了電子，并代謝二氧化碳。但研究人員同時(shí)還發(fā)現有氫氣產(chǎn)生。
研究人員在相同條件下重復實(shí)驗，所不同的是將甲烷細菌菌株作了基因改造，使其不能自行合成氫化酶。結果甲烷氣體的生成大為減少，證實(shí)氫化酶對甲烷細菌吸取電子發(fā)揮了重要作用。
此后開(kāi)展的進(jìn)一步研究證實(shí)，上述氫化酶會(huì )吸附在電極表面并發(fā)生反應，在產(chǎn)生氫氣的同時(shí)，直接從電極表面吸收電子，進(jìn)而將電子輸送給甲烷細菌，供其代謝二氧化碳并生成甲烷。
研究人員表示，上述發(fā)現有助于科學(xué)家制造出高性能電極，供某些微生物合成可再生的生物燃料。此外，開(kāi)發(fā)大型“生物反應堆”，讓甲烷細菌把空氣中的二氧化碳和由電極提供的電子轉化為甲烷，是一個(gè)碳排放為零的過(guò)程，在保護生態(tài)方面具有重要意義。
上一篇：食源性疾�。鹤钇诖氖澄锴鍐�
下一篇：轉基因食品的辨別與檢測
海博微信公眾號
海博天貓旗艦店
