▲李斯特菌在普遍存在的黃素分子（黃點）的輔助下，通過細胞壁以微電流的形式將電子傳輸到環境中。
雖然在特殊環境如礦井和湖底發現了可以發電的細菌，但科學家們忽視了一個與我們密切相關的來源：人體腸道。近日，美國加州大學伯克利分校的科學家們發現，一種常見的可以引起腹瀉的細菌：李斯特菌，可以使用與已知發電細菌完全不同的方式產生電能，數百種其他細菌也採用同樣的方法。其中許多發電細菌是人類腸道微生物群的一部分，多數可以引起食源性疾病或者導致流產。比如引起壞疽的產氣莢膜梭菌和醫院獲得性感染的糞腸球菌等也可以產生電力。而產電細菌也有益生菌，如乳酸菌。這項研究將於10月4日在《自然》雜誌上發表。
細菌產生電能的原因和我們呼吸氧氣的原因一樣：去除新陳代謝過程中產生的電子並支持能量產生。當動物和植物將電子轉移到每個細胞的線粒體內的氧氣時，沒有氧氣的環境中的細菌——包括我們的腸道，還有酒精和奶酪發酵桶等——必須找到另一個電子受體。從某種意義上說，這些細菌在地質環境中會“呼吸”鐵或錳。將電子從細胞轉移到礦物質需要級聯的特殊化學反應，即所謂的細胞外電子轉移鏈，它攜帶電子作為微電流。新發現的細胞外電子轉移系統實際上比已知的轉移鏈更簡單，並且似乎只有在必要時才被細菌使用，也許當氧氣水平較低時。迄今為止，在具有單細胞壁的細菌（被歸類為革蘭氏陽性細菌的微生物）中發現了這種更簡單的電子轉移鏈，這些細菌生活在含有大量黃素的環境中，黃素是維生素B2的衍生物。
為了瞭解這個系統有多麼強大，Light與勞倫斯•伯克利國家實驗室的 Caroline Ajo-Franklin合作，後者曾經探索了活微生物和無機材料之間的相互作用，以應用於碳捕獲和封存以及生物太陽能發電。Ajo-Franklin用一個電極來測量從細菌中流出的電流——高達500微安——以確認它確實是帶電的。事實上，它們產生的電能大約為每秒鐘100000電子。這種系統在乳酸桿菌中的存在特別引起了人們的興趣，乳酸桿菌是生產奶酪、酸奶和泡菜的關鍵細菌。因而電子傳遞在奶酪和酸菜的味道中也許起了一定的作用。
Sam Light說“這是細菌生理學的一大部分，人們沒有意識到這些細菌的存在，而這些細菌可能被操縱”。Sam Light和Portnoy提出了更多的問題，關於這些細菌如何以及為什麼產生這樣一個獨特的系統。簡單性——通過一個細胞壁比通過兩個細胞壁更容易傳遞電子——和機會——利用無處不在的黃素分子來除去電子——似乎使這些細菌能夠在富氧和貧氧的環境中找到生存的方法。
編譯：小貝
審稿：alone
來源：http://h5.scimall.net.cn/register?from=wechat
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