微生物的導(dǎo)電功能再獲力證

    十年前，馬薩諸塞大學(xué)阿姆赫斯特分校的微生物學(xué)家德里克·萊吾利和他的同事曾提出，一種名為“地桿菌屬（Geobacter）”的微生物能夠產(chǎn)生細(xì)微的電流導(dǎo)線（即微生物納米導(dǎo)線），但這一科學(xué)假設(shè)長期以來陷入爭論和質(zhì)疑之中。現(xiàn)在，新的成像技術(shù)為該假設(shè)提供了比以往任何時候都強的證據(jù)。

    萊吾利團隊在最新一期的《自然·納米科技》雜志上報告稱，他們用靜電驅(qū)動顯微鏡（EFM）證明，電荷確實會沿著微生物的納米導(dǎo)線蔓延，正如電子能在高導(dǎo)電性人工材料碳納米管中流動一樣。

    EFM是用來展示電子如何在材料中運動的。馬塞諸塞大學(xué)物理學(xué)家尼克希爾·馬爾萬科、斯貝爾·愛貝瑞·耀歆和馬克·托米尼與萊吾利合作得出了這一發(fā)現(xiàn)?！爱?dāng)我們將電子注入到微生物納米線的一個點，整個燈絲被點燃了，因為電子沿著納米導(dǎo)線在傳播和蔓延?！瘪R爾萬科說。

    現(xiàn)在在太平洋西北國家實驗室工作的耀歆補充說：“這種現(xiàn)象與你在碳納米管或者其他高導(dǎo)電性納米合成材料中看到的相同，連電荷的密度都可以與之媲美。這是EFM成像技術(shù)第一次應(yīng)用在生物蛋白質(zhì)學(xué)科上?！?/P>

    據(jù)介紹，地桿菌屬納米導(dǎo)線是一種蛋白質(zhì)絲狀物，它能夠像金屬狀復(fù)合物導(dǎo)線一樣傳遞電子，但這個假設(shè)始終受到質(zhì)疑。“這種物質(zhì)的導(dǎo)電性在不同的溫度和酸堿度的變化中都能被清晰地看到，但是仍然有很多生物學(xué)家對此表示質(zhì)疑?！睋?jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)10月20日（北京時間）報道，為了增加對假設(shè)的支持，萊吾利的實驗室調(diào)整了納米導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)，移除了芳香族氨基酸，反而受到了更多的質(zhì)疑。但是EFM最終不負(fù)眾望，提供了關(guān)鍵證據(jù)。

    萊吾利說：“納米導(dǎo)線能讓地桿菌屬在土地中的鋼鐵或其他材料中生存，能極大地改變土壤的化學(xué)組成，在環(huán)境凈化中扮演非常重要的角色。納米導(dǎo)線是地桿菌屬微生物的關(guān)鍵組成部分，這種微生物在適應(yīng)微生物傳感器和生物計算機設(shè)備中，具有與眾不同的能力?！?/P>

    托米尼說：“這個發(fā)現(xiàn)為蛋白質(zhì)層面的納米電子學(xué)提供了全新的發(fā)展機會?！?/P>

    萊吾利和同事的微生物納米導(dǎo)線，是一種潛在的綠色電子部件，用全新的無毒材料制成。目前正在開發(fā)的一個應(yīng)用是，將地桿菌屬微生物放到電導(dǎo)體中來探測環(huán)境污染物。另一個則是研發(fā)基于這種微生物的微生物計算機。