基於微生物礦化作用創建原位「單細胞電子捕集器」

2021-01-19 小材科研

近日，江蘇大學環境與安全工程學院生物質能源研究院雍陽春教授課題組與化學化工學院施偉東教授課題組合作，在《自然-通訊》雜誌(Nature Communications)在線發表了題為「Single cell electron collector for highly efficient wiring-up electronic abiotic/biotic interface」的研究論文。該工作完全由江蘇大學自主獨立完成，江蘇大學為該論文唯一完成單位。

微生物胞外電子傳遞是地球化學循環和環境汙染物生物轉化重要驅動力，針對微生物細胞與非生物界面胞外電子傳遞調控這一國際科學難題，該研究基於微生物生物礦化作用，在微生物細胞膜表面和細胞周質空間創建了原位「單細胞電子捕集器」。

該電子捕集器不僅可以將細胞表面幾乎所有電子傳遞通道連通，提高細胞原有跨膜電子傳遞通道的電子傳遞效率，還將細胞周質空間的電子傳遞通道直接連接到細胞表面，建立起新的雜合人工跨膜電子通道，實現高效跨膜電子傳遞。基於這兩種機制，該單細胞「電子捕集器」使微生物與非生物界面電子傳遞速率和庫侖效率大幅提高，突破了模式環境電活性菌Shewanella oneidensis MR-1界面電子傳遞極限。該研究成果開闢了微生物胞外電子傳遞強化新途徑，突破了生物/非生物固態界面電子傳遞極限，為汙染物高效轉化及高性能人工生物細胞製備提供了新工具和新機遇。

雍陽春和施偉東為論文共同通訊作者，生物質能源研究院俞洋洋和王彥齋為共同第一作者，文章其他作者還包括方真，施雨桐，程千文，陳煜軒。該研究得到了國家自然科學基金、教育部霍英東基金等項目的資助。

來源：江蘇大學

全文連結：

https://www.nature.com/articles/s41467-020-17897-9

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