过去科学家已在矿坑、湖底发现能够发电的细菌，但最近加州大学柏克莱分校（UC Berkeley）科学家发现，我们或许正好就错过了近在眼前的来源：人类的肠道。
柏克莱加大团队在研究中发现，常见引起腹泻的李斯特菌（Listeria monocytogenes）能够使用和已知产电菌完全不同的技术来产电，同时还有数百种类其他细菌能使用相同过程，而其中许多都是人体肠道微生物群的一分子。
除了李斯特菌外，会造成气性坏疽的产气荚膜梭菌（Cl.perfringens）、容易在医院院内感染的粪肠球菌（Enterococcus faecalis）、一些致病的链球菌和乳酸杆菌（Lactobacillus）都会产生电。
柏克莱加大分子和细胞生物学、微生物学教授 Dan Portnoy 表示，无论是做为病原体、益生菌，还是我们体内的微生物群或参与发酵产品的制作过程，许多细菌都具有产电性，而我们显然错过了这个事实。
除了可以让人们更了解这些细菌如何感染、或帮助我们拥有健康的肠道，对于那些试图制造微生物电池的人来说，这项发现也是个非常好消息，因为这样的技术让未来使用废物处理厂中的细菌来发电变的可能。
就像我们呼吸氧气的原因一样，细菌产生电力也是为了去除新陈代谢过程中产生的电子并协助能量产生。在动物和植物的情况中，电子会传递至每个细胞线粒体内的氧气，但对于处在低氧环境中的单细胞细菌来说，它们必须找到另一种方式来促进这种电子流动。
过去在酸性矿坑、湖床内发现的产电菌，会选择使用像是铁或锰的矿物质来进行有效“呼吸”，而在这些细胞将电子转移时，由于矿物质位于细胞外部，内部将会使用微小电流传导电子至矿物质，这也就是所谓的“细胞外电子传递链”。
而对被归类为革兰氏阳性菌的肠道微生物来说，尽管被剥夺氧气，周遭还是存在一种电子受体能够让它们达成电子传递，而这种电子受体便是维生素 B2 的衍生物黄素（flavin）。
论文第一作者、博士后研究员 Sam Light 认为，这些细菌的细胞结构和富含维生素的生态位，让它们将电子从细胞中转移出来变得更加容易也更具成本效益。
“我们认为传统研究中用矿物质呼吸的细菌是为了生存使用细胞外电子传递，而这些新发现的细菌使用这项技术，则只是因为‘很简单’。”
为了了解该系统的稳健性，Light 与伯克利国家实验室（LBNL）Caroline Ajo-Franklin 合作，探索了活微生物和无机材料之间的相互作用，以便在碳捕获、封存以及生物太阳能发电中应用。
透过用电极测量，团队检测到高达 500 微安从细菌流出的电流，证实这项过程确实是电生成的。实际上，它们产生的电量与已知的产电菌一样多，每个细胞每秒约能产生 10 万个电子。
Light 特别对乳酸菌（Lactobacillus）存在这种系统感到有兴趣，因为乳酸菌对起司、酸奶和酸菜的制造都至关重要。所以他认为或许，电子传递也在起司和酸菜的味道中扮演重要角色。
“人们没有意识到这是细菌生理学中的重要部分，而这是潜在可能被操纵的。”
Light 和 Portnoy 有更多问题，关于这些细菌如何、又为什么开发出如此独特的系统。这项研究已经在《自然》（Nature）期刊上刊载。
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（首图来源：UC Berkeley/Amy Cao）
