这些微生物以电子为能量

人体中微生物的数量比自身细胞的数量还多。这些微生物通过与人类截然不同的代谢途径存活下来。

Arpita Bose’s的研究探索了微生物的代谢。

圣路易斯华盛顿大学的博士Arpita Bose对了解这些无处不在的微生物的新陈代谢很感兴趣,并将这些知识用于解决能源危机和其他应用。

光养型生物利用环境中的光和电子作为能量来源

她的实验室面临的一个最大的研究问题是如何理解光养性,或者如何利用外部光源的光和电子来固定碳。人类消耗的大部分能量来源于植物等光养生物的固碳作用。固碳包括利用光的能量来生产糖,然后我们消耗这些糖作为能量。

在Bose开始她的研究之前,科学家们已经发现一些微生物在它们的环境中与电相互作用,甚至向环境提供电子。Bose假设反过来也是正确的,并试图证明一些生物也可以接受环境中金属氧化物的电子。Bose使用一种名为Rhodopseudomonas palustris TIE-1 (TIE-1)的菌株,确定了这一过程称为胞外电子摄取(EEU)。

在展示了一些微生物可以从它们的环境中吸收电子并识别出一组编码这种能力的基因后,Bose发现这种能力取决于光源是否存在。没有光的存在,这些生物失去了70%的吸收电子的能力。,,

因为Bose所研究的生物体可以依赖于光作为能量的来源,Bose假设这种依赖于光的电子吸收可能意味着电子在光合作用中的功能。在随后的研究中,Bose的团队发现微生物吸收的这些电子正在进入它们的光系统。

为了证明电子在碳固定中起着作用,Bose和她的团队观察了一种叫做RuBisCo的酶的活动,这种酶在将二氧化碳转化为糖的过程中起着不可或缺的作用。他们发现RuBisCo在EEU发生时表达最强烈,最活跃,而且如果RuBisCo不存在,这些有机体就失去了吸收电子的能力。这一发现表明,像TIE-1这样的生物体能够从它们所处的环境中吸收电子,并将它们与光能结合起来,合成分子作为能量来源。·n

Bose的研究不仅拓宽了我们对新陈代谢多样性的理解,而且对可持续性也有深远的影响。这些微生物有潜力在清洁能源的生产中发挥不可或缺的作用。

Post by undergraduate blogger Sarah Haurin由大学生博主Sarah Haurin发布

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://researchblog.duke.edu/2019/10/08/these-microbes-eat-electrons-for-energy/

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