科学家改造食电细菌开发高效纳米级“生物导线”

在美国海军研究局(Office of Naval Research,ONR)的资助下,马萨诸塞大学安姆斯特分校(University of Massachusetts Amherst,简称UMass Amherst)一组由Derek Lovley博士带领的研究团队开发出了由经过基因改造的地杆菌(Geobacter)打造的纳米级“生物导线”。

这种称为地杆菌(Geobacter)的微生物拥有“以电为食”的奇特特性,它们从铁电极上收集电子,不过自然状态下的地杆菌形成的导电性非常微软,无法用于实际应用。经过深入的研究,研究团队调整了这种细菌的基因结构,将两个自然氨基酸(amino acid)以色氨酸替代,这是一种促进睡眠的物质,但在转移电子时极其高效。

“当我们深入研究这种微生物纳米丝导线工作原理时,我们意识到我们能够改进自然的设计,通过重排氨基酸来形成导电性更强的纳米丝导线”

在试验中,经过基因改造的食电细菌表现大大超过预期。其生成的融合色氨酸的纳米导线导电效率高过自然形态的2000倍,直径也能够缩小至1.5纳米(约为人类发丝直径的1/60000)并且更加牢固。

尽管研究仍处于早期阶段,但蕴含的潜力已经不言而喻。微型生物导线如果研制成功,能够应用于人类生活的方方面面,尤其是医疗用传感器、生物燃料电池有巨大的应用前景。

文  cnBeta.COM

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