在最新一期《焦耳》雜志上，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）研究團(tuán)隊(duì)報(bào)告了生物電子學(xué)方面的一項(xiàng)突破性成就，其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，可徹底改變廢物管理和能源生產(chǎn)。

大腸桿菌是生物學(xué)研究的主要內(nèi)容，科學(xué)家已經(jīng)通過細(xì)胞外電子轉(zhuǎn)移（EET）過程來使這種細(xì)菌發(fā)電。EPFL研究人員對(duì)大腸桿菌進(jìn)行了改造，使其增強(qiáng)了EET能力，進(jìn)而成為高效的“電子微生物”。與之前需要特定化學(xué)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(jī)底物的同時(shí)發(fā)電。

這項(xiàng)研究的關(guān)鍵創(chuàng)新之一是在大腸桿菌中創(chuàng)建了一個(gè)完整的EET途徑，這是前所未有的突破。通過整合奧奈達(dá)希瓦氏菌，研究人員成功地構(gòu)建了一條跨越細(xì)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。

經(jīng)過改造的大腸桿菌在各種環(huán)境中都表現(xiàn)出了非凡的性能，包括從啤酒廠收集的廢水。在其他可發(fā)電微生物的生命岌岌可危時(shí)，改良后的大腸桿菌仍然生機(jī)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。

研究人員表示，他們能夠利用“生物工程電動(dòng)細(xì)菌”一邊發(fā)電，一邊處理有機(jī)垃圾，可謂“一石二鳥”。

經(jīng)過改造的大腸桿菌可用于微生物燃料電池、電合成和生物傳感等。此外，大腸桿菌的遺傳可塑性意味著它可被“量身定做”，以適應(yīng)特定的環(huán)境和原料，成為可持續(xù)技術(shù)開發(fā)的多功能工具。