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UMass 科學家發現在微生物的種間的電子調用

Published on December 3, 2010 at 5:22 AM

馬薩諸塞阿默斯特微生物學家德里克 Lovley 大學, Zarath 夏天和同事在他們發現了在厭氧細菌的新的合作工作情況,叫作種間的電子調用,可能有全球碳循環和生物能的重要涵義科學的 12月 2日問題報告。

科學家發現另外種類,在這種情況下二個 Geobacter 種類微生物,能形成直接電子連接數和通過從一微生物的電流到其他。 通過合作二微生物能這樣消耗他們不可能獨自地用的食物。

該的演變細胞綜合或 「極大的球」夏天在實驗室裡看起來非常演變在降低介入有機物到溫室氣體、二氧化碳和甲烷本質上找到的那些。 浪費轉換嚮由微生物綜合的甲烷是導致的天然氣一個日益普遍的方法作為一個可再造能源來源。

其他可以是從出氣孔的被找到的消耗的甲烷在海洋的底層。 在兩種情況下,因為 40 年種間的氫調用示例沒有似乎適合觀察,調查員如何的多年來困惑了關於這些聚集函數。 現在,看上去解開奧秘。

因為 Lovley,首席 investestigator,解釋, 「我們在他們必須共同努力為了生存和增長使用酒精我們產生他們作為能源的情況下安置了微生物。 他們是最終飲用的夥計,合作消耗對氨基苯甲酸二」。 有從美國能源部的基因組科學程序的技術支持,他的實驗室利用微生物的能力適應新穎的條件和開發的微生物實際應用的。

從 20 世紀 60 年代知道微生物能由叫作種間的氫調用的這個進程間接交換電子。 在它,一微生物生產另一微生物然後消耗的氫。 那進一步導致發現在新上處理調用進程的它是博士候選人夏天前 carrried 的實驗測試此現象。

要開始,夏天在預計的情況下彙集 Geobacter 的二個種類支持氫共享交往。 起初,細胞合作通過共享氫消耗酒精。 隨著時間的推移,他們也開始一起聚集和變換文化從其中一個被分散的微觀細胞,無形對肉眼,對複雜多細胞性的結構的一收集,直徑的毫米。

抵抗她的實驗室夥伴的迫切要求震動文化和破壞意外的細胞叢,夏天繼續允許範圍增長。 現在他們陳列一個深紅顏色由於叫作細胞色素的鐵包含的蛋白質出現。 當觀察與電子顯微鏡,他們明顯地開發與一系列的通道的一個複雜結構,據推測幫助營養素進入。 他們也建立了允許他們直接地共享電子的全新的電連接。

「直接電子調用是更加高效的,并且他們快速地消耗酒精這樣」,夏天指出。 排序在大紅色球的脫氧核糖核酸顯示了這個秘密對此電子連接數: 一個變化在一个 Geobacter 種類中造成它傳達更多細胞色素作為 OmcS。 早先研究在可愛的實驗室向顯示 OmcS 沿叫作微生物 nanowires 的 Geobacter 的導電性細絲電子排隊。

「此事情的轉向建議細胞色素是關鍵的對細胞之間的電子連接數」說夏天。 這在與基因上被操作的微生物的隨後的實驗被確認了。 當研究員刪除了細胞色素或 nanowires 的基因,微生物沒有形成紅色球和從未有效沒有使用他們的酒精燃料。 Lovley、夏天和同事因而精確定位微生物的新的工作情況的來源。

進一步實驗向顯示,如果這個變化在彙集二前被引入 Geobacters,他們迅速地形成了球并且消耗了酒精。 刪除是必要為了細胞能也交換氫的基因催促了球形成,顯示出,種間的氫調用不是一個重要因素。 「這是演變生活一個清楚的事例發揮作用在一個新的環境裡」更加有效說 Lovley。

「我們猜測自然綜合的許多類型依靠種間的電子調用」說 Lovley。 「我們已經有此的若乾好初步證據與有些複雜自然系統。 使用排序的脫氧核糖核酸我們可以確定微生物如何演變,當挑戰更好執行。 我們可以得知很多進程的基本的結構利益」,他補充說。

來源: http://www.umass.edu/

Last Update: 26. January 2012 11:52

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