据报道,瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的科学家们已经成功地改造了大肠杆菌,并可用来发电,这为废物管理、能源生产和其他生物电应用提供了潜在的进步空间。
EPFL的Ardemis Boghossian教授说,“我们设计了大肠杆菌这种被广泛研究的微生物来发电。虽然有一些外来微生物可以自然发电,但它们只有在特定化学物质存在的情况下才能发电。大肠杆菌可以在各种来源上生长,这使我们能够在各种环境中发电,包括废水。”
这一突破性成就已于近期发表在了《焦耳》(Joule)杂志上,该项研究提高了常见的大肠杆菌的发电能力。论文概述了一种新方法,可彻底改变废物处理和能源生产的路径。
大肠杆菌是生物学研究的主要内容,科学家已经通过细胞外电子转移(EET)过程来使这种细菌发电。EPFL研究人员对大肠杆菌进行了改造,使其增强了EET能力,进而成为高效的“电子微生物”。
研究人员介绍称,与之前需要特定化学物质才能发电的方法不同,经过生物工程改造的大肠杆菌可在代谢各种有机底物的同时发电。
这项研究的关键创新之一是在大肠杆菌中创建了一个完整的EET途径,这是前所未有的突破。通过整合奥奈达希瓦氏菌,研究人员成功地构建了一条跨越细胞内外膜的优化路径。与传统策略相比,这一新途径的电流产生量增加了3倍。
最重要的是,经过改造的大肠杆菌在各种环境中表现出了卓越的性能,包括从啤酒厂收集的废水。在其他可发电微生物的生命在这些环境中岌岌可危时,改良后的大肠杆菌wm真人 完美真人场馆仍然生机盎然,这展示了其在大规模废物处理和能源生产方面的潜力。
“我们wm真人 完美真人场馆不是把能量投入到处理有机废物的系统中,而是在处理有机废物的同时发电——一举两得!”Boghossian说。
“我们甚至直接在从洛桑当地啤酒厂Les Brasseurs收集的废水上测试了我们的技术。外来的电微生物甚至无法存活,而我们的生物工程电细菌却能以这些废物为食,以指数方式繁殖。”
这项研究的意义超出了废物处理。研究人员表示,他们能够利用“生物工程电动细菌”一边发电,一边处理有机垃圾,可谓“一石二鸟”。
他们说,工程大肠杆菌能够从广泛的来源产生电力,可以用于微生物燃料电池,电合成和生物传感等。此外,这种细菌的遗传可塑性意味着它可被“量身定做”,以适应特定的环境和原料,成为可持续技术开发的多功能工具。