科學(xué)家通過對一種生活在巖石上的名為Shewanella的細(xì)菌進(jìn)行研究，搞清了生物體如何用微電流轟擊礦物從而轉(zhuǎn)化后者。這一發(fā)現(xiàn)有助于研制出能夠產(chǎn)生電流的新型燃料電池，以及更好的環(huán)境清潔技術(shù)，甚至有可能開發(fā)出新一代的有機(jī)材料。
從zui深的馬里亞納海溝到zui高的珠穆朗瑪峰，細(xì)菌幾乎存在于地球上的每個(gè)角落。其中zui主要的原因可能緣于它們極大的適應(yīng)性。動(dòng)物將氧氣作為新陳代謝的一部分。然而有一些細(xì)菌卻能夠在沒有氧氣的環(huán)境中茁壯成長，這一特性幾乎讓科學(xué)家困惑了近半個(gè)世紀(jì)。即便當(dāng)科學(xué)家zui終發(fā)現(xiàn)生物體利用巖石替代氧氣來清除電子后，他們依然沒有搞清造成這種新陳代謝可能性的確切分子機(jī)制。
如今，經(jīng)過在美國和英國的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的長達(dá)5年的研究后，一個(gè)研究小組終于發(fā)現(xiàn)了一個(gè)不易被察覺的過程。他們注意到，Shewanella利用了位于其表面的一種功能類似于連接細(xì)菌內(nèi)部和外部的電線的蛋白質(zhì)。這種蛋白質(zhì)名為十倍血紅素C類細(xì)胞色素，它能夠與巖石分子結(jié)合在一起，并通過細(xì)胞膜——這種結(jié)構(gòu)通常只起到絕緣體的作用——將電子傳送出去。這一過程同時(shí)改變了巖石的化學(xué)性質(zhì)，并釋放了一些元素，例如鐵和錳。研究小組在上周的美國《國家*院刊》（PNAS）網(wǎng)絡(luò)版上報(bào)告了這一發(fā)現(xiàn)。
參與該項(xiàng)研究的美國大學(xué)公園賓夕法尼亞州立大學(xué)的Susan Brantley表示：“作為一名地球化學(xué)家，我很驚訝于看到細(xì)菌利用這種‘機(jī)制’運(yùn)送電子。”她說，這一機(jī)制可能是Shewanella和其他細(xì)菌的某些活性的關(guān)鍵，例如電流形成以及漏油清除。實(shí)驗(yàn)室研究表明，其他種類的細(xì)菌能夠產(chǎn)生一種電流。同樣，隨著時(shí)間的流逝，細(xì)菌能夠清除泄漏的石油。Brantley解釋說，通過調(diào)節(jié)細(xì)菌的新陳代謝過程，新的研究將為實(shí)現(xiàn)上述兩個(gè)目標(biāo)提供一條更廉價(jià)和更有效的途徑。
主持這項(xiàng)研究的英國東英吉利亞大學(xué)的生物化學(xué)家David Richardson表示，Shewanella存在于地下的事實(shí)使得它們成為了完成環(huán)境清理工作的理想候選者。他說：“搞清它們的生物化學(xué)機(jī)制將有助于研制出（在需要清潔的場所）刺激其活性的方法。”
美國麥迪遜市威斯康星大學(xué)的地球化學(xué)家Eric Roden表示：“這項(xiàng)研究zui終提供了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的生物化學(xué)信息，從而解釋了此類新陳代謝反應(yīng)是如何發(fā)生的。”他說，它所闡釋的“正是在許多領(lǐng)域從事研究的科學(xué)家所期待的”。
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