工程改造细菌边发电边处理垃圾

该研究的首席科学家穆罕默德·穆伊布和梅拉尼娅·雷根特在实验室合影。图片来源：贾马尼·凯莱/洛桑联邦理工学院

科技日报记者 张佳欣

在最新一期《焦耳》杂志上，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）研究团队报告了生物电子学方面的一项突破性成就，其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，可彻底改变废物管理和能源生产。

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”。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。

经过改造的大肠杆菌在各种环境中都表现出了非凡的性能，包括从啤酒厂收集的废水。在其他可发电微生物的生命岌岌可危时，改良后的大肠杆菌仍然生机盎然，这展示了其在大规模废物处理和能源生产方面的潜力。

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”。

经过改造的大肠杆菌可用于微生物燃料电池、电合成和生物传感等。此外，大肠杆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。