3 мин. чтения
9/9/2023 12:00:01 PM

Биоинженерия E. coli производит электроэнергию из сточных вод

Article Preview Image Колбы, содержащие электроэнергию, производящую кишечную палочку.Кредит: Jamani Caillet (EPFL)

В прорыве для области биоэлектроники исследователи в EPFL повысили способность бактерий E. coli генерировать электроэнергию.Инновационный подход предлагает устойчивое решение для обработки органических отходов, одновременно превосходя предыдущие современные технологии, открывая новые горизонты для универсального производства микробных электроэнергии.

«Мы спроектировали бактерии E. coli, наиболее широко изучаемый микроб, для выработки электроэнергии», - говорит профессор Ардемис Богоссиан в EPFL.«Несмотря на то, что существуют экзотические микробы, которые естественным образом производят электричество, они могут делать это только в присутствии конкретных химических веществ. E. coli может расти на широком спектре источников, что позволило нам производить электроэнергию в широком спектре среды, в том числе изСточные Воды.”

В статье, опубликованной в журнале Joule, команда Boghossian сообщает о новаторском достижении в биоэлектронике, что продвигает возможности общих бактерий E. coli для выработки электроэнергии.Работа описывает новый подход, который может революционизировать как управление отходами, так и энергетическое производство.

Бактерии E. coli, основной продукт биологических исследований, были использованы для создания электричества посредством процесса, известного как перенос внеклеточного электрона (EET).Исследователи EPFL спроектировали бактерии E. coli, чтобы показать улучшенные EET, что делает их высокоэффективными «электрическими микробами».В отличие от предыдущих методов, которые требовали конкретных химических веществ для выработки электроэнергии, биоинженерная кишечная палочка может производить электричество при метаболизировании различных органических субстратов.

Одним из ключевых инноваций исследования является создание полного пути EET в E. coli, подвиг, не достигнутый ранее.Интегрируя компоненты от Shewanella onidensis MR-1, бактерии, известной благодаря выработке электричества, исследователи успешно построили оптимизированный путь, который охватывает внутренние и внешние мембраны клетки.Этот новый путь превзошел предыдущие частичные подходы и привел к трехкратному увеличению генерации электрического тока по сравнению с обычными стратегиями.

Важно отметить, что инженерная кишечная палочка показала замечательные показатели в различных средах, в том числе сточные воды, собранные на пивоварне.В то время как экзотические электрические микробы колебались, модифицированная кишечная палочка процветала, демонстрируя его потенциал для крупномасштабной обработки отходов и производства энергии.

«Вместо того, чтобы вкладывать энергию в систему для обработки органических отходов, мы производим электричество при одновременном обработке органических отходов - ужигая двух птиц с одним камнем», - говорит Богоссиан.«Мы даже проверили нашу технологию непосредственно на сточных водах, которые мы собрали у Les Brasseurs, местной пивоварни в Лозанне. Экзотические электрические микробы даже не смогли выжить, тогда как наши биогнимированные электрические бактерии смогли процветать в геометрической прогрессии, питая эти отходы.”

Последствия исследования выходят за рамки обработки отходов.Возможность генерировать электроэнергию из широкого спектра источников, инженерная кишечная палочка может использоваться в микробных топливных элементах, электросинтезе и биосенсировании, чтобы назвать несколько применений.Кроме того, генетическая гибкость бактерии означает, что она может быть адаптирована для адаптации к конкретным средам и сырьям, что делает его универсальным инструментом для развития устойчивых технологий.

«Наша работа довольно своевременная, так как инженерные биоэлектрические микробы раздвигают границы во все более и более реальных приложениях»,-говорит Мухиб, ведущий автор рукописи.«Мы установили новую запись по сравнению с предыдущим современным искусством, который полагался только на частичный путь, и по сравнению с микробом, который использовался в одной из самых больших работ, недавно опубликованных в этой области. Со всемиТекущие исследовательские усилия в этой области, мы рады будущему биоэлектрических бактерий и не можем дождаться нас и других, чтобы подтолкнуть эту технологию в новые масштабы ».

Больше информации: Ardemis A. Boghossian & Colleagues, внеклеточные пути переноса электронов для повышения электроактивности модифицированной Escherichia coli, Joule (2023).Doi: 10.1016/j.joule.2023.08.006.www.cell.com/joule/fulltext/s2542-4351(23)00352-5 🔗

Получи бесплатную еженедельную рассылку со ссылками на репозитории и лонгриды самых интересных историй о стартапах 🚀, AI технологиях 👩‍💻 и программировании 💻!
Присоединяйся к тысячам читателей для получения одного еженедельного письма

Подписывайся на нас:

Нашли ошибку в тексте? Напишите нам.

Добавляй ЛРНЧ в свою ленту Google Новостей.
Читайте далее 📖

Новая архитектура устройства обеспечивает оптимизированную производство муравьиной кислоты из Co₂ с использованием возобновляемой электроэнергии

5/16/2024 · 3 мин. чтения

Новая архитектура устройства обеспечивает оптимизированную производство муравьиной кислоты из Co₂ с использованием возобновляемой электроэнергии

Низкоэнергетический процесс для высокопроизводительных солнечных элементов может упростить производственный процесс

5/9/2024 · 3 мин. чтения

Низкоэнергетический процесс для высокопроизводительных солнечных элементов может упростить производственный процесс