微生物学家做大的飞跃，在发展绿色电子学

微生物学家在马萨诸塞大学阿默斯特学院报告，他们发现了一种新型的天然丝可以大大加快研究人员的目标是发展可持续的”绿色”导电材料用于电子工业的细菌产生的。德里克很新和他的同事研究显示本周在 mBio，微生物学美国社会最为重要的杂志。

一个艺术家的表演的杆菌表达导电纳米线。马萨诸塞阿默斯特分校的微生物学家已经发现一种新型的天然丝产生的细菌，可以大大加快可持续的”绿色”导电材料用于电子工业的发展。

研究人员研究了微生物的纳米线，细菌很自然地使用，使电气连接与其他微生物或矿物的蛋白丝。

扑通解释说，”微生物纳米线是革命性的电子材料，人造材料的巨大优势。化学合成纳米线在实验室里需要有毒的化学物质，高温和/或昂贵的金属。能源需求是巨大的。相比之下，自然微生物纳米线可以在室温下从廉价可再生原料在反应器与更低的能源投入批量生产。而最终的产品是免费的有毒成分。

“微生物纳米线因此提供前所未有的潜力，开发新材料、 电子设备、 传感器广泛的应用，用一种新的环保技术，”他补充道。”这是微生物纳米技术的重要进展。我们在本文中概述的方法，显示勘探在大自然中寻找更好的电子材料中一种快速方法。

直到现在，有的只是一种细菌，杆菌 sulfurreducens 纳米线方面一直以来可爱的实验室。”我们早期的研究重点之一因为我们只试图理解为什么微生物杆菌使细小的电线，”扑通说。”现在我们最感兴趣作为一种电子材料纳米线并想要更好地理解什么性质可能必须提供这些实际的应用程序的完整范围。

当他的实验室里开始看其他杆菌物种蛋白丝时，他们惊奇地发现种类繁多的电导率。例如，一个物种从铀污染土壤恢复产生差导电纤维。然而，另一个物种，氧化物 — — 巧合的是第一次杆菌过分离 — — 产生 5000 倍更比 G.sulfurreducens 电线导电纳米线。扑通回忆说，”我 30 年前，孤立波托马克河底的泥浆从 metallireducens 和每隔几年给了我们一个新的惊喜”。

在他们新的研究由美国海军研究办公室支持，他们没有研究 G.metallireducens 应变直接。相反，他们采取了从它组装成微生物纳米线和这插入 G.sulfurreducens 的蛋白质的基因。其结果是转基因的 G.sulfurreducens 表示 G.metallireducens 蛋白质，使纳米线更多导电比 G.sulfurreducens 会自然而然地产生。

进一步，扑通说，”我们已经找到 G.sulfurreducens 将从许多不同类型的细菌丝基因表达。这使得它简单生产的花丝在同一微生物多样性，研究其类似条件下的性能”。

“使用这种方法，我们找矿通过微生物的世界，看看外面的有用的导电材料，”他补充道。”有是蕴藏丝基因的微生物世界，现在我们可以研究产生的那些基因，即使基因来自永远不会培养微生物的长丝。

研究人员归因于其更丰富的芳香族氨基酸 G.metallireducens 纳米线的极高的电导率。紧紧挤芳香环似乎是微生物纳米线的电导率，关键组件和更多的芳香环可能意味着更好的连接，为电子传递蛋白丝沿。

G.metallireducens 纳米线的高电导率表明他们可能是有吸引力的材料导电材料、 电子设备和传感器的医疗或环境应用建设。作者说，发现更机制的纳米线电导率”提供重要的见解，我们可能会如何更好电线与我们自己设计的基因”。