UMass의 과학자들은 미생물의 전자 전송을 Interspecies 발견

Published on December 3, 2010 at 5:22 AM

매사 추세츠 애머스트 미생물학 데릭 Lovley 대학 Zarath의 여름과 동료들은 새로운 협동 전세계 탄소 순환에 중요한 영향을 할 수 전자 전송을 interspecies로 알려진 혐기 성균의 행동, 그리고 발견했다고 과학 12월 2일 문제 리포트 bioenergy.

과학자들은 종 미생물은이 경우에 두 Geobacter 종은 직접 전기 연결을 형성할 수 한 미생물에서 다른 전류를 통과 것으로 나타났습니다. 이런 방식으로 협력함으로써 두 미생물 그들도 자신에 사용할 수있는 음식을 섭취하실 수 있습니다.

셀 집계 또는 실험실에서 진화 여름은 매우 많은 온실 가스, 이산화탄소 및 메탄으로 굴욕적인 유기 물질에 관여하는 자연에있는 사람처럼 보이게하는 "진화의 큰 공". 미생물 집합체로 메탄에 폐기물을 변환 재생 에너지원으로 천연 가스를 생산을위한 점점 인기있는 방법입니다.

기타는 바다의 하단에있는 통풍구에서 소요되는 메탄 가스를 발견하실 수 있습니다. 40 세의이 수소 전송 패러다임이 관찰 맞는 것 아니 interspecies 때문에 두 경우 모두, 조사는 어떻게 이러한 집계 함수에 대한 년 동안 의아해했습니다. 자, 수수께끼는 해결될 것으로 보인다.

Lovley, 교장 investestigator는 설명으로, "우리는, 그들은 궁극적인 음주 친구입니다. 그들은 우리가 에너지원으로 그들을 준 알콜을 생존 및 사용 성장하기 위해 함께 작동했다있는 조건에서 미생물을 배치하기 위해 협력 에탄올을 소비합니다. " 에너지 미국학과의 게놈 과학 프로그램의 지원으로, 그의 연구실에서 실질적인 애플 리케이션을위한 새로운 조건과 개발 미생물에 적응하기 위해 미생물의 능력을 활용하고 있습니다.

이것은 미생물이 간접적으로 수소 전송 interspecies로 알려진 프로세스에 의해 전자를 교환할 수있는 1960 년대부터 알려져 있었어요. 그 안에는 한 미생물이 다른 미생물이 다음 소모되는 수소를 생산하고 있습니다. 그것은 더 이상 새로운 직접 전송 프로세스의 발견에 LED가이 현상을 탐구 박사 후보 여름에 의해 carrried 실험했다.

시작하려면, 여름 수소 공유 상호 작용을 선호하는 것으로 조건에서 함께 Geobacter의 두 종류를 넣어. 처음에는 세포가 수소를 공유하여 알콜을 섭취하기 위해 협력 않았다. 시간이지나면서, 그들은 또한 함께 clumping 복잡한 멀티 - 세포 구조의 수집, 직경 mm로, 육안으로 보이지 않는 미세한 분산 세포 중 하나의 문화를 변화 시작했다.

문화를 흔들 예상치 못한 세포 대단히 짧은 시간을 해산시키기 위해 그녀의 실험실 연분 'urgings에 저항, 여름 분야가 성장할 수 있도록 지속. 이제 그들은 cytochromes로 알려진 철 함유 단백질의 존재로 인해 깊은 붉은 색상을 전시했다. 전자 현미경으로 관찰하면, 그들은 분명 아마도 영양분이 입력할 수 있도록, 채널의 일련의 복잡한 구조를 개발했다. 그들은 또한 그들이 직접 전자를 공유할 수 완전히 새로운 전기 연결을 설립했다.

"직접 전자 전달이 훨씬 더 효율적이며, 그들은 훨씬 더 빨리 이런식으로 알코올을 소비"여름은 지적. 큰 빨간색 볼을에서 DNA를 배열하면이 전기 연결의 비밀을 밝혀 Geobacter 종 중 하나에 돌연변이 OmcS로 알려진 사이 토크롬의 더 많은 것을 만들기 위해 발생했다. 러블리의 실험실에서 이전 연구 Geobacter의 전기 전도성 필라멘트를 따라 OmcS 라인까지가 미생물의 나노 와이어로 알려진 것으로 나타났습했다.

"이벤트의이 설정은 시토크롬은 세포 사이의 전기적 연결의 열쇠라고 제안"여름은 말합니다. 이것은 유전자 조작 미생물과 후속 실험에서 확인되었다. 연구자는 시토크롬 또는 나노 와이어에 대한 유전자를 삭제하면, 미생물은 빨간색 볼을를 형성하지 않으며 효과적으로 알코올 연료를 사용하지 않을 않았다. Lovley, 여름과 동료 따라서 미생물 '새로운 행동의 원인을 정확히 지적했다.

추가 실험은 돌연변이가 함께 두 Geobacters을 올려 놓기 전에 도입 있었다면, 그들은 빠르게 볼을과 소비 알코올을 형성 것으로 나타났다. 수소 전송 interspecies 것을 보여주는, 세포가 수소도 서둘러 공을 형성을 교환하기 위해 필요한 것입니다 유전자를 삭제하면 중요한 요소되지 않았습니다. "이것은 삶이 새로운 환경에서보다 효과적으로 기능하기 위해 진화의 명확한 사건"Lovley는 말합니다.

"우리는 자연을 합산 많은 종류의 전자 전송을 interspecies에 의존 쳤구나"Lovley 고 말했다. "우리는 이미 좀 더 복잡한 자연 시스템과 이것에 대한 좋은 예비 증거를 가지고있다. DNA 배열을 통해 우리가 잘 할 도전 때 미생물이 진화하는 방법을 결정할 수 있습니다. 우리의 관심 프로세스의 기본 메커니즘에 대해 많은 것을 배울 수있다"고 추가합니다.

출처 : http://www.umass.edu/

Last Update: 5. October 2011 02:26

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