发布时间：2022-12-31 阅读次数：563 来源：环境科学与工程系
近日，中国科学技术大学环境科学与工程系在微生物胞外传递电子流的平衡优化以及环境应用上取得新进展，该研究设计了一种基于生理适应调节平台的新型组合优化策略，实现了微生物胞外电子传递水平与放射性核素U（VI）的高效还原。相关研究成果以“Radionuclide Reduction by Combinatorial Optimization of Microbial Extracellular Electron Transfer with a Physiologically-Adapted Regulatory Platform”为题，于2022年12月15日被Environmental Science & Technology（DOI: 10.1021/acs.est.2c07697）接收。
微生物胞外电子转移是许多微生物转化过程的基础，包括元素地球化学循环、废水处理与能量收集，以及生物修复。低胞外电子传递效率阻碍了其充分发挥潜力。工程化微生物胞外电子传递的主要挑战是难以统筹优化胞外电子传递和基础代谢的细胞资源分配，以及不同胞外电子传递途径之间的协调。基于此，俞汉青教授课题组的博士生孙泓和副研究员汤强等通过挖掘与鉴定电活性微生物自身基因组上潜在的调控遗传元件，构建了更加适用于菌株自身的“生理适应性调控平台”，实现了细胞资源适应菌株体内状态的动态分配。在此基础上，结合组合优化策略，进一步实现了胞外电子传递途径不同组分的平衡优化，实现了微生物胞外电子传递水平与重金属污染物的高效还原，最佳菌株的放射性核素U（VI）去除效率提高了6.53倍。这项工作为提高微生物胞外电子传递在环境应用中的性能提供了一种有效可行的方法。
该工作得到了国家自然科学基金，科技部重点研发和中科院城市污染物转化重点实验室联合基金项目等项目的支持。
图1 基于生理适应调节平台的微生物胞外传递电子流的平衡优化
