一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，我們腸道深處的細(xì)菌能夠產(chǎn)生電能，研究人員還搞清了這些單細(xì)胞生物如何做到的這一點(diǎn)：通過分解糖作為其新陳代謝過程的一部分。

這一發(fā)現(xiàn)不僅可以幫助我們更好地了解自己的消化系統(tǒng)，它還有助于啟發(fā)我們發(fā)明出可以使用細(xì)菌作為動(dòng)力源的生物電池。

研究人員研究了厭氧糞腸球菌(Enterococcus faecalis)，這是一種在健康人(和動(dòng)物)體內(nèi)都能找到的菌株，但也是導(dǎo)致腦膜炎，尿路感染和其他健康問題的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

現(xiàn)在我們知道它還有一些特別的力量。

瑞士隆德大學(xué)的微生物學(xué)家Lars Hederstedt說：“乳酸菌和許多其他細(xì)菌可能具有電化學(xué)作用。”

糞腸球菌的獨(dú)特的電化學(xué)過程是細(xì)胞外電子傳遞(EET)——電子交換時(shí)一種直接進(jìn)入和離開環(huán)境的方式——有點(diǎn)像我們呼吸空氣的方式。通過這種方式，細(xì)菌細(xì)胞能夠產(chǎn)生電流和能量。

之前也看到過能夠產(chǎn)生電流的細(xì)菌，但是現(xiàn)在我們知道在我們的消化系統(tǒng)管道內(nèi)部的細(xì)菌也能夠做到這一點(diǎn)，雖然只有少量的細(xì)菌可以。

在實(shí)驗(yàn)中，研究人員將糞腸球菌細(xì)胞放置在可以通過分解糖產(chǎn)生電流的電極上，而被稱為醌分子的化學(xué)分子有助于電子傳遞。

該研究還隱隱指出了細(xì)菌與其他自然微生物協(xié)同作用的方式，將自身的代謝能力與其他細(xì)菌和真菌的代謝結(jié)合起來，以彌補(bǔ)其自身能力的不足，這一過程被稱為同步合成。

“同步合成提供了細(xì)胞自身所沒有的代謝能力。”Hederstedt說，“例如，某種化合物只有在兩種不同類型的細(xì)菌一起出現(xiàn)時(shí)才能被有效地分解。”

掌握更多關(guān)于糞腸球菌的信息可能會(huì)帶來更好的治療手段——厭氧菌引發(fā)的感染很難用現(xiàn)有的抗生素來治療，而且它也與某些類型的結(jié)腸癌有關(guān)。

這項(xiàng)研究與另一項(xiàng)研究幾乎在同一時(shí)間發(fā)表，后者的研究目標(biāo)是尋找人類腸道中具有EET能力的細(xì)菌。加州大學(xué)伯克利分校的一支研究小組發(fā)現(xiàn)了各種在人體內(nèi)產(chǎn)生電流的細(xì)菌，包括糞腸球菌。

加州大學(xué)伯克利分校的研究人員認(rèn)為，細(xì)菌進(jìn)化出EET的能力是為了在富氧和缺氧環(huán)境中都能生存下來。這有點(diǎn)像冗余備用系統(tǒng)。

我們之前沒有發(fā)現(xiàn)人體內(nèi)部有能產(chǎn)生電流的細(xì)菌，科學(xué)家們?nèi)栽谔剿鱁ET如何與這些微生物共同反應(yīng)——它為腸道微生物群、抗生素、新療法以及生活在人類環(huán)境內(nèi)外的細(xì)菌菌株等領(lǐng)域開辟了大量的新的研究方向。

“我們相信我們的研究結(jié)果會(huì)刺激相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，對(duì)具有復(fù)雜生物構(gòu)成的環(huán)境進(jìn)行更多的研究。”Hederstedt說。

該研究發(fā)表在《生物化學(xué)》。

本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基于創(chuàng)作共用協(xié)議(BY-NC)發(fā)布。