转基因土壤细菌可用作电线

由海军研究办公室(ONR)赞助的科学家已经对一种常见的土壤细菌进行了基因改造，以生产出不仅导电，而且比人类头发细几千倍的电线。

随着电子设备越来越多地触及人们生活的方方面面，对技术的需求也越来越大。这项技术比以往任何时候都更小、更快、更具移动性和功能性。由于纳米技术的进步(在原子或分子尺度上操纵物质)，工业可以生产厚度仅为十亿分之一米的材料。

由ONR赞助的研究人员——由马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校的微生物学家德里克洛维里博士领导——表示，他们的工程生产线可以用可再生的“绿色”能源生产，如太阳能、二氧化碳或植物废料；由无毒的天然蛋白质制成；并且避免了通常用于制造纳米电子材料的苛刻的化学工艺。

ONR战斗机性能部门的项目官员琳达克里西博士说：“像洛夫里博士这样的研究可能会导致新电子材料的开发，以满足对更小、更强大的计算设备日益增长的需求。“能够用可持续材料生产极细的电线，作为传感器、晶体管和电容器等电子器件的组件，具有巨大的潜在应用。”

Lovley工作的核心是Geobacter，一种产生微生物纳米线的细菌——从生物体中突出的毛发状蛋白质丝——使其能够与支持其地下生长的氧化铁形成电连接。虽然Geobacter天生携带的电足够生存，但电流对人类来说太弱了，但用电极测量就足够了。

Lovley的团队调整了细菌的基因组成，用色氨酸替换了电线中天然存在的两种氨基酸——这被归咎于(有些人说是错误的)感恩节火鸡太多导致的嗜睡。除了食物指控，色氨酸实际上非常擅长传输纳米级电子。

“随着我们对微生物纳米线的工作原理了解得越来越多，我们意识到改进大自然的设计是可能的，”可爱说。“我们重新排列了氨基酸，制造出我们认为可能更具导电性的合成纳米线。我们希望Geobacter仍然可以形成纳米线，并使其电导率翻倍。”

这个结果超出了研究小组的预期，因为合成的植入色氨酸的纳米线的电导率比天然纳米线高2000倍。此外，它们更耐用、更小，直径为1.5纳米(比人类头发细6万倍)，这意味着数千条纳米线可能存储在最小的空间中。

Lovley和Chrisey都指出，随着电子和计算设备尺寸的缩小，这些超微纳米线具有许多潜在的应用。例如，它们可以安装在医疗传感器中，对酸碱度变化的敏感性可以监控心率或肾功能。

从角度来看，纳米线可以为特殊设计的微生物提供电力，从而生产丁醇作为替代燃料。这在像阿富汗这样的偏远地区尤其有用，那里的燃料车队经常遭到袭击，向士兵运送燃料每加仑要花费数百美元。

Lovley纳米线也可能在为高度敏感的微生物(可以放置在硅片上并附着在无人驾驶车辆上)提供检测污染物、有毒化学品或爆炸物存在的能力方面发挥关键作用。

“这是在创造新电子材料的前沿令人兴奋的时刻，”可爱说。“我们可以用可持续的可再生材料做到这一点，这使得它更有价值。”

洛夫利的研究是ONR合成生物学研究的一部分，该研究创造或重新设计微生物或其他生物来执行特定任务，如改善健康和身体表现。这个领域是ONR研究的重中之重，因为它可能对战斗机性能和舰队能力产生巨大影响。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！