以翔之力？科学家竟改造大肠杆菌用于废水发电
科学家们成功地使大肠杆菌产生了电能，为废物管理、能源生产和其他生物电应用带来了潜在的进步。
近日发表于《焦耳》（Joule）杂志上的一篇论文中，在瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的一项研究中，阿德米斯-博格霍西安（Ardemis Boghossian）教授领导的团队报告了生物电子学领域的一项突破性成就，推进了普通大肠杆菌发电的能力。
科学家们对大肠杆菌进行了改造，使其能够在多种环境中发电，包括利用废水。
这项工作概述了一种可彻底改变废物管理和能源生产的新方法。研究人员通过生物工程技术使被广泛研究的大肠杆菌产生电能。
这项突破性工作发表在《焦耳》（Joule）杂志上，展示了这种细菌在各种环境中，尤其是在废水中的潜力。
研究人员们表示："我们改造了大肠杆菌这种研究最为广泛的微生物来发电。虽然有一些奇特的微生物可以自然发电，但它们只能在特定化学物质存在的情况下发电。大肠杆菌可以在多种来源的环境中生长，这使我们能够在包括废水在内的多种环境中发电。"
大肠杆菌是生物研究的主力军，人们利用它通过一种称为胞外电子转移（EET）的过程来发电。研究人员对大肠杆菌进行了改造，使其表现出更强的电子传递能力，成为高效的"电微生物"。与以往需要特定化学物质才能发电的方法不同，生物工程大肠杆菌可以在代谢各种有机底物的同时发电。
这项研究的主要创新之一是在大肠杆菌内创建了完整的 EET 途径，这是以前从未实现过的。通过整合以发电而闻名的 Shewanella oneidensis MR-1 细菌的成分，研究人员成功构建了一条横跨细胞内外膜的优化途径。这种新型途径超越了以前的部分方法，与传统方法相比，电流产生量增加了三倍。
废水是工程细菌的游乐场。
重要的是，工程大肠杆菌在各种环境中都表现出了卓越的性能，包括从啤酒厂收集的废水。当外来的电动微生物举步维艰时，经过改造的大肠杆菌却茁壮成长，展示了它在大规模废物处理和能源生产方面的潜力。
Boghossian 说："我们在处理有机废物的同时还能发电，而不是将能源投入到系统中去——一举两得。我们甚至直接在洛桑当地一家啤酒厂 Les Brasseurs 收集的废水中测试了我们的技术。外来的电动微生物甚至无法存活，而我们的生物工程电动细菌却能以这些废水为食，成倍地繁衍生息。"
这项研究的意义不仅限于废物处理。这种工程大肠杆菌能够从多种来源发电，可用于微生物燃料电池、电合成和生物传感等领域。
此外，这种细菌的遗传灵活性意味着它可以进行定制，以适应特定的环境和原料，从而成为可持续技术开发的多功能工具。
手稿的第一作者穆伊布说："我们的工作非常及时，因为工程生物电微生物正在推动越来越多的实际应用。我们创造了一项新纪录，与之前仅依赖部分途径的最先进技术相比，与该领域最近发表的最大论文之一中使用的微生物相比也是如此。目前该领域的所有研究工作都在进行，我们对生物电细菌的未来感到兴奋，迫不及待地希望我们和其他人能将这项技术推向新的规模。"
