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导电细菌的电压损失

2019-04-19 11:01:32 • 来源：

一个国际研究小组对电缆细菌有了新的认识。利用激光，研究人员在电子穿过导电细菌时跟踪电子，并根据细菌中的电势，计算出细菌在电压超过3厘米的深度处不能有效地发挥作用。失利。

导电细菌的电压损失

来自荷兰和奥地利的同事们，奥胡斯大学的研究人员使用激光光谱仪作为先进的伏特计，通过超过毫米长距离的电缆细菌跟踪电子，这比以前在任何生物体中测量的长一千倍。

利用他们的测量结果，研究人员还计算了通过单个电缆细菌(每毫米约12至14毫伏)的电压损失，因此还计算了它们可以到达无氧海床的距离，而不会丧失其导电能力：“如果它们向下延伸超过三厘米进入沉积物，它们将会遇到麻烦。原则上，单个细菌可以长于三厘米，但是它们必须上下蜿蜒，以便它们在氧气之间交替 - 沉积物中富含无氧的环境，“奥胡斯大学电子生物学中心(CEM)的Andreas Schramm教授解释道。

一张泥泞的画面

CEM基础研究中心成立于2017年，旨在找到七年前在Aarhus Bugt海底发现这些生活电缆后如雨后春天出现的一些问题的答案。

生物体结构如何成为有效的电导体?电缆细菌如何在细胞之间分配能量?他们如何使用能量?那时，研究人员对这些细长细菌的情况只有一个泥泞的画面。细菌将电子从无氧泥浆中将海床中的几厘米向下输送到富含氧气的泥浆和表面上的淤泥，使它们可以一端食用，另一端呼吸。

在显微镜下观察活电缆细菌并将它们暴露于共振拉曼光谱后，研究小组已经接近其中一个答案。他们的研究结果发表在5月7日的PNAS科学期刊上。

拉曼光谱用激光照射分子。散射光的频率分布使得可以读取分子​​的能级。

“在这种情况下，我们使用该仪器作为先进的电压表，我们针对特定类型的蛋白质，细胞色素，在电缆中，”该出版物的第一作者，奥胡斯大学博士生Jesper T. Bjerg说。 。

停电

CEM负责人Lars Peter Nielsen教授说：“所有的活细胞都会移动电子，并试图将它们停放在所谓的细胞色素中。有更多的免费停车位，电位越高。使用我们先进的电压表，我们有现在测量了可用的停车位，从而测量了每个细胞色素沿着单个电缆细菌的电线的电势，而这些电线将电子从细菌的一端传导到另一端。我们的测量结果表明电池末端的电位最低。来自食物来源的电子正在被加载，而另一端则是最高电位，电子被释放到氧气中。

作为研究的一部分，研究人员用激光切断了细菌的上端(即将电子转移到水中的氧气的末端)。这导致细菌剩余部分的电势迅速下降，表明细胞色素中的停车位充满了由于断电而无法进一步获得的电子。

“这是第一次在单个电缆细菌中证明了电子传输。与此同时，我们使用了一种成熟的方法，证明了我们在不透明泥浆柱中使用非常规方法进行初始测量的结果，”Lars Peter说。尼尔森。

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