微观有机体已成为21世纪可持续发展的重要力量，已从其传统的堆肥杂物逐步发展为生物燃料生产，微生物燃料电池，甚至可自我复制的可成长墨水。他们可以在生物电子学方面做更多的事情，但是细胞膜形成了一个“油腻的屏障”，可以阻止电子在生物与其表亲之间流动。但是，由于劳伦斯伯克利国家实验室（LBL）的研究人员已开始使用熟悉的细菌大肠杆菌作为试验床来改善电子传递途径，因此该障碍似乎可能会降低。
探索生物电子系统的途径
据LBL作家利塔·斯蒂芬森（Lita Stephenson）称，先前的研究已经证实，相对较弱的电子传输形式实际上确实是在一种名为希瓦氏菌的细菌中自然发生的。
该途径由称为MtrCAB的蛋白质复合物组成，该复合物使电子能够穿过细胞膜并到达金属氧化物或矿物质。通过这种机制，即使没有氧气，S。oneidensis也可以在金属上“呼吸”。
为了开发更强大的系统，研究人员开始对大肠杆菌进行工程改造以表达大量的MtrCAB蛋白，并且他们能够使它还原氧化铁的纳米晶体（还原是指吸收电子或释放氧气）。
但是，这项研究很快就陷入了困境。该途径是可行的，但工程化大肠杆菌的效率甚至比沙门氏菌更低，且生长减少且电子传递速度较慢。
E. Coli获得平衡的锻炼
这项新的研究跨越了障碍，证明了工程大肠杆菌菌株可以被诱使产生可测量的电流。
正如团队所发现的那样，问题是，太多的好事确实是太多的好事。通过干扰细胞健康，过量的MtrCAB蛋白基本上使大肠杆菌变得恶心。为了找到适当的平衡，团队对道路进行了更全面的研究。他们筛选了数百种变体，以获得更有效的大肠杆菌菌株，如史蒂芬森所述：
有趣的是，在阳极上产生最大电流的应变并非旨在使膜中表达的电子导管数量最大化的应变。相反，尽管只有中等水平的电子转运蛋白，但具有最佳细胞健康的菌株产生了最大的观察到的电流。
发表在 ACS合成生物学杂志上的最终结果是，任何细胞都有可能被转化为带电导线，该带电导线可产生电能并直接与人造电子相互作用，并具有能够自我自我识别的额外好处。修复和自我复制。
营救微生物
一百多年前，我们已经注意到科幻偶像H.G.威尔斯预见了一个未来，在这种未来中，卑微的细菌将使人类免于受到技术上优越的外星人的破坏。
事实证明，他只是正确地解决了微生物问题。外国人是我们，以不可持续的能源开采，生产和消耗形式存在。
至于微生物在我们的救助中的作用，新发表的大肠杆菌研究只是LBL新的Molecular Foundry设施下的最广泛的，与能源有关的研究计划的一部分，而LBL则是该局的一个部门。能源实验室。
海军研究实验室是微生物能源系统研究的另一个温床，其形式为燃料电池，利用微生物从海底沉积物中收集能量。
研究人员还研究了在极端炎热或寒冷的环境中繁衍生息的“极端细菌”菌株，以及可以从泥浆或废水中发电的“超级细菌”（如Geobacter）。
图片：由劳伦斯·伯克利国家实验室提供
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