細菌可製造導電奈米線 2006/07/27
一國際研究團隊發現一種名為沙雷菌(Shewanella oneidensis)
MR-1的金屬還原菌(metal-reducing bacterium)，在電子受器(electron
acceptor)數量不足的情況下，會產生導電奈米線(nanowire)構成的性毛(pilus)。除了金屬還原菌外，某些光合菌及發酵菌在類似的環
境下也能製造出生奈米線，而這種細菌奈米線(Bacterial nanowires)可望應用在產生能量、碳封存(carbon
sequestration)及生物復育(bioremediation)上。
這個由美、加、韓、日共組的研究團隊介藉由減少沙雷菌(Shewanella oneidensis) MR-1與氧的接觸，誘使其產生直徑約10 nm的奈米線。這些奈米線形成束狀，寬約150，並可長到數百微米長。
太平洋西北國家實驗室(Pacific Northwest Nationl Laboratory)的Yuri
Gorby表示，細菌在電子受器不足的情況下，細菌奈米線會伸展開並使細胞彼此相連，藉此形成電性上相連的群體。目前科學家還不清楚細菌這種交互作用的生
理及生態意涵。
沙雷菌MR-1(Shewanella oneidensis)在微氧狀況下，能將結晶不良的硅土鐵礦(silica
ferrihydrite)還原，產生奈米微晶磁鐵礦(nanocrystalline
magnetite)，研究人員認為這意味了細菌奈米線能將電子轉移給胞外的固態氧化鐵，此外，細菌也能在沒有中介物的微生物燃料細胞中產生電流。
某些沙雷菌MR-1的突變株不會製造能傳遞電子的細胞色素(cytochromes)蛋白質，這些突變株產生的性毛導電性亦不佳。Gorby表示，這意味了細胞色素可能是奈米線中的導電成份。
以往科學家認為只有金屬還原菌具有製造奈米線的能力，但上述研究團隊發現，會行光合作用的藍綠菌(cyanobacterium)中的集胞藻
(Synechocystis
PCC6803)，在二氧化碳有限的情況下，也會產生奈米線；另外，在富馬酸(fumarate)上或與Methanothermobacter
thermoautotropicus一起在丙酸(propionate)上生長的發酵菌Pelotomaculum
thermopropionicum，也會產生奈米線。詳見近期的PNAS期刊。
原始網站: http://www.nanotechweb.org/articles/news/5/7/5/1
譯者:李淑蘭(東吳大學微生物系)
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