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マグネタイトを介した電気共生により生育したゲオバクターとチオバチルス ©Soichiro Kato
チオバチルスの细胞はゲオバクターより大きい。どちらの细菌の细胞にもマグネタイト粒子が付着し、それらを通して电気が流れていると考えられる。

工学系研究科応用化学専攻桥本和仁教授は、科学技术振兴机构（闯厂罢）、および东京薬科大学と共同で、クリーンエネルギー分野において期待される微生物燃料电池の研究开発を行ってきました。微生物燃料电池はバイオマスから电気エネルギーを生产するプロセスとして、また省エネ型廃水処理プロセスとして有望であり、世界中で活発に研究开発が进められています。しかし、微生物がなぜ人工的な电极と相互作用し、电子を授受する能力を有しているかについては不明でした。

本研究では、环境中にも电极や电线が存在し、微生物が电子のやり取りをしているのではないかと考え、二种の土壌微生物（ゲオバクターとチオバチルス）の共生系に环境中に普遍的に存在する导电性酸化鉄（マグネタイト）粒子を添加したところ、従来の共生的代谢に比べて反応速度が10倍以上に上昇することを発见しました。このことは、导电性酸化鉄中を电子が流れ、二种微生物の代谢が连结されたことを意味しています。

环境中には多様な微生物が生息し、それらの间には様々な相互作用があると予想されています。しかし、パスツールにより开発された単离?纯粋培养技术を基盘に発展してきた现代の微生物学において、微生物间の相互作用に関する知见は非常に限られています。本研究の成果は、环境中の微生物の未知の共生関係を解き明かすものとして、また微生物燃料电池やバイオガス生产を高効率化するための基盘として、幅広くインパクトを及ぼすものと考えられます。

论文情报

Kato S., Hashimoto K., Watanabe, K.,
“Microbial interspecies electron transfer via electric currents through conductive minerals”,
Proceedings of the National Academy of Sciences. Online Edition: 2012/6/5 (Japan time), doi: 10.1073/pnas.1117592109.

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