甲烷細菌是能夠產(chǎn)生可燃氣體甲烷的一種微生物。美國斯坦福大學(xué)的科學(xué)家日前發(fā)現(xiàn)了這種細菌在制造甲烷時吸取電子、代謝二氧化碳的關(guān)鍵機制。這一成果有望為建立“微生物工廠”，生產(chǎn)可再生生物燃料提供新途徑。
 
　　作為沼氣的主要成分，甲烷是供暖和發(fā)電的重要燃料。甲烷細菌通常生活在沉積物和污泥中，那里的有機物分解或細菌發(fā)酵會產(chǎn)生氫和其他分子。甲烷細菌能借助這些氫及其他物質(zhì)分子吸取電子，進而用電子與周邊環(huán)境的二氧化碳發(fā)生代謝反應(yīng)，維持自身生命。在這一代謝過程中會生成甲烷。
 
　　長期以來，科學(xué)界一直在研究上述電子是如何被甲烷細菌吸取的。斯坦福大學(xué)若熱·多伊茨曼和同事在新一期美國期刊《微生物學(xué)》上報告說，他們發(fā)現(xiàn)甲烷細菌所合成的氫化酶對其吸取電子、生成甲烷至關(guān)重要。
 
　　在實驗中，研究人員把甲烷細菌及其培養(yǎng)物放在燒瓶中，通過石墨電極向燒瓶中穩(wěn)定提供電子，并注入二氧化碳氣體。結(jié)果燒瓶內(nèi)生成了甲烷氣體，證明甲烷細菌吸取了電子，并代謝二氧化碳。但研究人員同時還發(fā)現(xiàn)有氫氣產(chǎn)生。
 
　　研究人員在相同條件下重復(fù)實驗，所不同的是將甲烷細菌菌株作了基因改造，使其不能自行合成氫化酶。結(jié)果甲烷氣體的生成大為減少，證實氫化酶對甲烷細菌吸取電子發(fā)揮了重要作用。
 
　　此后開展的進一步研究證實，上述氫化酶會吸附在電極表面并發(fā)生反應(yīng)，在產(chǎn)生氫氣的同時，直接從電極表面吸收電子，進而將電子輸送給甲烷細菌，供其代謝二氧化碳并生成甲烷。
 
　　研究人員表示，上述發(fā)現(xiàn)有助于科學(xué)家制造出高性能電極，供某些微生物合成可再生的生物燃料。此外，開發(fā)大型“生物反應(yīng)堆”，讓甲烷細菌把空氣中的二氧化碳和由電極提供的電子轉(zhuǎn)化為甲烷，是一個碳排放為零的過程，在保護生態(tài)方面具有重要意義。


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