俄勒冈州立大学 (OSU)、安特卫普大学、代尔夫特理工大学和维也纳大学的研究人员表示,一种新型的“导电生物”有望带来医学和环境创新。
根据发表在《应用与环境微生物学》(Applied and Environmental Microbiology) 上的一项新研究,该团队以该生物的发现地(俄勒冈州,美国)的祖先土地的 Yaqona 人命名了该生物——一种新型的电缆细菌——Ca. Electrothrix yaqonensis。
研究团队希望这项新发现能够帮助开发改进的生物医学设备,以及改善食品安全和环境清理的新方法。
一种导电细菌

Ca. Electrothrix yaqonensis YB6 的横截面。(图片来源:安特卫普大学地学生物学研究小组)
安特卫普大学地学生物学研究小组
电缆细菌对科学来说相对较新。电缆细菌最早于 2012 年在丹麦被发现,以其导电特性而闻名,这在细菌中是一种罕见的壮举。它们具有杆状细胞,端对端连接,具有共有的膜,形成可以达到几厘米长的细丝。它们的导电性有助于它们在其生存的沉积物环境中的代谢过程。
安特卫普大学的该研究主要作者之一 Philip Ley 说:“我们可以将电缆细菌分为两个描述良好的属。一个生活在淡水沉积物中(Candidatus Electronema),另一个生活在咸水或海相沉积物中(Candidatus Electrothrix)。”
然而,在对其基因组进行测序后,研究团队注意到 Ca. Electrothrix yaqonensis 与其他电缆细菌种类不同。
淡水和海水混合的混合体
当时在俄勒冈州立大学担任博士后研究员的程力(Cheng Li)和 OSU 地球、海洋与大气科学学院的杰出退休教授 Clare Reimers 在一个淡水和海水混合的环境——Yaquina Bay 河口——的沉积物中发现了 Ca. Electrothrix yaqonensis。
基因组测序结果表明,Ca. Electrothrix yaqonensis 具有淡水和海水电缆细菌物种的代谢潜力,这意味着 Ca. Electrothrix yaqonensis 几乎是一种杂交物种,Ley 如此表示,尽管它仍然与海水属关系更密切。
Li 在一份新闻稿中说:“这种新物种似乎是一个桥梁,是 Ca. Electrothrix 进化枝中的一个早期分支,这表明它可以为我们了解这些细菌是如何进化的以及它们如何在不同环境中发挥作用提供新的见解。”
Li 在新闻稿中继续说道:“就其代谢潜力而言,它在所有其他已描述的电缆细菌物种中都脱颖而出,并且具有独特的结构特征,包括高达其他物种三倍的明显表面脊,这些脊容纳了由独特的镍基分子制成的高度导电的纤维。”
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用于环境的细菌清理
Ca. Electrothrix yaqonensis 能够帮助进行氧化还原反应,尤其是在更长的距离上,使其成为其所在沉积物的营养物质和地球化学的重要组成部分。
Li 在一份新闻稿中说:“这些细菌可以转移电子来清理污染物,因此可以用来去除沉积物中的有害物质。此外,它们的高度导电镍蛋白设计可能启发新的生物电子学。”
Ca. Electrothrix yaqonensis 还可以以其他方式帮助环境。
安特卫普大学的研究主要作者之一 Jesper van Dijk 说:“所以我们也知道,例如,如果稻田中有电缆细菌,它们会释放更少量的甲烷,而甲烷是一种重要的温室气体。这并不是真正的清理,但我认为,这可能是一种[预防]这些温室气体的机制。”
尽管目前还没有这些细菌的实际应用,但研究团队希望有一天能够从这些细菌中提取材料并将其合成为可用于医疗领域的_产品,例如心脏监护仪的传感器,van Dijk 如此表示。
与土地的紧密联系
研究团队以 Yaqona 人命名这种重要的细菌,以纪念他们及其祖先的土地,包括 Yaquina Bay。根据新闻稿,Yaqona 人的一些后裔是 Siletz 印第安人联合部落的成员。他们共同帮助该团队为这种新物种细菌命名。
根据 Li 的说法,与 Siletz 印第安人联合部落合作是一种极大的荣幸,也是提高人们对一个经常被忽视的文化的认识的好方法。Ca. Electrothrix yaqonensis 对其环境具有如此关键的作用,现在这种重要的生物可以成为 Yaqona 人丰富历史的一部分。
Li 在新闻稿中说:“将一种生态学上重要的细菌以一个部落的名字命名,是对其与土地的历史联系的认可,并承认其在生态知识和可持续性方面的持久贡献。”
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文章来源
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《应用与环境微生物学》。一种具有独特形态和基因组潜力的电缆细菌新物种
《自然·通讯》。电缆细菌减少稻田土壤的甲烷排放
Monica Cull 毕业于 UW-Whitewater,曾在多个组织工作,包括一个专注于蜜蜂和自然世界的组织,之后加入《发现杂志》。她的作品还刊登在她的旅行博客和 Common State Magazine 上。她对科学的热爱源于小时候和她妈妈一起看 PBS 节目以及沉迷于《神秘博士》。















