以電活性微生物（electroactive microorganisms，EAMs）為主導的微生物電化學系統在清潔能源開發、環境和健康監測、可穿戴/植入式設備供電、可持續化學品生產等方面發揮著關鍵作用。作為EAMs模式菌株，希瓦氏菌（Shewanella oneidensis，S.oneidensis）能夠進行細胞外電子轉移(extracellular electron transfer，EET)，但其EET效率受到電子傳遞載體濃度低、生物膜形成能力差和生物膜導電性弱等限制，這極大地限制了微生物電化學系統的性能。

近日，天津大學研究團隊結合合成生物學與材料工程策略，利用體外添加黃素實驗、分子動力學模擬、細胞定向合成不同黃素等開展研究，揭示了核黃素在胞外電子傳遞中發揮著主要作用，成功實現了S.oneidensis產電達到3736 mW/m2，電功率密度提高77.83倍。相關成果發表在《Advanced Science》期刊上，題為“Elongated riboflavin-producing Shewanella oneidensis in a hybrid biofilm boosts extracellular electron transfer”。

該項研究的創新點在于：通過細胞形態工程強化生物膜形成與電子傳遞；通過優化電子穿梭載體合成、調控雜合生物膜形成、材料工程等提高電極導電性，多學科交叉構建高效電能細胞工廠。這為后續闡明希瓦氏菌胞外電子傳遞機制，電能細胞的理性構建與工程提供重要參考。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202206622

注：此研究成果摘自《Advanced Science》雜志，文章內容不代表本網站觀點和立場，僅供參考。

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