財聯(lián)社9月11日訊（編輯 黃君芝）據(jù)報道，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院（EPFL）的科學家們已經(jīng)成功地改造了大腸桿菌，并可用來發(fā)電，這為廢物管理、能源生產(chǎn)和其他生物電應用提供了潛在的進步空間。

EPFL的Ardemis Boghossian教授說，“我們設計了大腸桿菌這種被廣泛研究的微生物來發(fā)電。雖然有一些外來微生物可以自然發(fā)電，但它們只有在特定化學物質(zhì)存在的情況下才能發(fā)電。大腸桿菌可以在各種來源上生長，這使我們能夠在各種環(huán)境中發(fā)電，包括廢水。”

這一突破性成就已于近期發(fā)表在了《焦耳》（Joule）雜志上，該項研究提高了常見的大腸桿菌的發(fā)電能力。論文概述了一種新方法，可徹底改變廢物處理和能源生產(chǎn)的路徑。

大腸桿菌是生物學研究的主要內(nèi)容，科學家已經(jīng)通過細胞外電子轉(zhuǎn)移（EET）過程來使這種細菌發(fā)電。EPFL研究人員對大腸桿菌進行了改造，使其增強了EET能力，進而成為高效的“電子微生物”。

研究人員介紹稱，與之前需要特定化學物質(zhì)才能發(fā)電的方法不同，經(jīng)過生物工程改造的大腸桿菌可在代謝各種有機底物的同時發(fā)電。

這項研究的關鍵創(chuàng)新之一是在大腸桿菌中創(chuàng)建了一個完整的EET途徑，這是前所未有的突破。通過整合奧奈達希瓦氏菌，研究人員成功地構(gòu)建了一條跨越細胞內(nèi)外膜的優(yōu)化路徑。與傳統(tǒng)策略相比，這一新途徑的電流產(chǎn)生量增加了3倍。

最重要的是，經(jīng)過改造的大腸桿菌在各種環(huán)境中表現(xiàn)出了卓越的性能，包括從啤酒廠收集的廢水。在其他可發(fā)電微生物的生命在這些環(huán)境中岌岌可危時，改良后的大腸桿菌仍然生機盎然，這展示了其在大規(guī)模廢物處理和能源生產(chǎn)方面的潛力。

“我們不是把能量投入到處理有機廢物的系統(tǒng)中，而是在處理有機廢物的同時發(fā)電——一舉兩得！”Boghossian說。

“我們甚至直接在從洛桑當?shù)仄【茝SLes Brasseurs收集的廢水上測試了我們的技術。外來的電微生物甚至無法存活，而我們的生物工程電細菌卻能以這些廢物為食，以指數(shù)方式繁殖。”

這項研究的意義超出了廢物處理。研究人員表示，他們能夠利用“生物工程電動細菌”一邊發(fā)電，一邊處理有機垃圾，可謂“一石二鳥”。

他們說，工程大腸桿菌能夠從廣泛的來源產(chǎn)生電力，可以用于微生物燃料電池，電合成和生物傳感等。此外，這種細菌的遺傳可塑性意味著它可被“量身定做”，以適應特定的環(huán)境和原料，成為可持續(xù)技術開發(fā)的多功能工具。