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廣東省科學院微生物研究所聯合丹麥、比利時及國內多個研究團隊共同開展的水環境微生物長距離電子傳遞網絡研究取得重要進展。相關研究近日在線發表于《自然—通訊》。據悉，廣東省科學院微生物研究所研究員楊永剛為論文第一作者，該所研究員許玫英和奧胡斯大學副教授董明東為共同通訊作者。
自然界中的一些微生物可以通過合成納米導線與細胞外的環境介質及其他微生物，進行長距離電子傳遞及種間電子傳遞。這些反應在環境中普遍存在，并且通常相互耦聯形成長距離電子傳遞網絡，對元素的生物地球化學循環、污染物降解轉化等過程產生重要影響。但是，目前已發現的可以合成納米導線進行長距離電子傳遞的細菌資源極其缺乏，且均為革蘭氏陰性菌，而對于環境中廣泛存在且發揮重要作用的革蘭氏陽性菌是否具有這一功能一直沒有答案。
研究人員發現，一株分離自電子垃圾污染河流沉積物的長線形革蘭氏陽性菌Lysinibacillus varians GY32可以在采用培養液或沉積物構建的生物電化學系統中產出電能。在產電過程中，菌株GY32的細胞進一步伸長（單個細胞長度可超過1 mm），并圍繞電極相互纏繞，形成厘米尺度的細胞網絡。
導電測試發現，菌株GY32聚集形成的細胞網絡具有良好的導電特性。通過原子力顯微鏡和微電極陣列的測試發現，這一導電細胞網絡中的細胞是絕緣的，但細胞周身會合成長度可達十幾微米的蛋白納米線，這些蛋白納米線具有明顯的導電性，是GY32細胞網絡導電的關鍵組分。
該研究首次發現了革蘭氏陽性細菌通過納米導線形成長距離電子傳遞網絡，為全面認識自然環境中的微生物長距離電子傳遞網絡提供了重要補充。此外，菌株GY32這種單個細胞長度超過1 mm、且包含多個核區的細胞形態也拓展了人們對細菌形態和分裂機制的認識。