科學家驚人發現：細菌竟能「呼吸」電能而非氧氣！

研究人員揭開了一項可能徹底改變生技與能源系統的生存策略。萊斯大學生物科學家Caroline Ajo-Franklin率領的團隊發現，某些細菌透過自然程式將電子排出體外來「呼吸」，而非依賴氧氣。這項發表於《細胞》期刊的突破性發現，為清潔能源與工業生技開闢了新道路。

這項研究不僅解開了長期的科學謎團，更揭示了自然界可能普遍存在的生存機制。Ajo-Franklin教授表示：「我們發現的電子排出機制，展現了生命在無氧環境中驚人的適應能力。」

多數現代生物仰賴氧氣代謝食物並釋放能量，但比人類和植物更古老的細菌，早已演化出在深海熱泉和人類腸道等缺氧環境中生存的本領。研究團隊發現，這些細菌利用天然化合物「萘醌」作為分子信使，將電子傳遞到外部表面，類似電池放電的過程。

萊斯大學博士候選人Biki Bapi Kundu解釋：「這種呼吸機制既簡單又巧妙，就像快遞員將電子送出細胞，讓細菌得以分解食物產生能量。」研究團隊與加州大學聖地牙哥分校合作，透過電腦模擬證實細菌能在無氧但富含導電材料的環境中存活。

這項跨領域研究不僅深化了對細菌代謝多樣性的理解，更開發出即時監控細菌行為的電子方法。實際應用上，這項發現可大幅改善廢水處理和生物製造等生技流程，透過調節電子平衡提升系統效率。

Ajo-Franklin教授強調：「這項研究為利用可再生電力固定二氧化碳奠定基礎，就像植物進行光合作用一樣。它開啟了以生物為核心、打造更智慧永續科技的大門。」這項技術還能在缺氧環境中開發生物電子感測器，為醫療診斷、汙染監測甚至深空探索提供新工具。

參考文獻：Kundu等人發表於2025年4月《細胞》期刊的〈大腸桿菌的潛在能量代謝：細胞外呼吸〉DOI:10.1016/j.cell.2025.03.016

別錯過任何科學突破：立即訂閱SciTechDaily電子報