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Visualizing Microbial Indirect Extracellular Electron Transfer

delete2026-03-18
delete0
PRE
AI
X
Xingyi He
J
Junye Ma
B
Binbin Wu
D
Dawei Li
J
Jingyi Wang
陈
陈宝梁 (Baoliang Chen)
C
Chiheng Chu *
DOI:10.1021/acs.est.6c00304delete
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摘要

摘要

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由可溶性电子穿梭体介导的间接胞外电子传递(IEET)是厌氧微生物呼吸的关键途径,影响着自然环境中的氧化还原转化和元素循环。然而,对电子传递范围的直接空间可视化仍有限制。本研究中,采用银离子(Ag+)作为电子陷阱,并通过所形成银纳米粒子的光热成像,直观展示了微生物能够有效地将电子传递至厘米级距离。例如,Shewanella oneidensis MR-1在24小时内将电子传递了11.5 ± 1.0 mm,48小时后达到12.4 ± 0.2 mm。内源性分子(如吩嗪-1-羧酸、核黄素)和外源性化合物(如天然有机质)均可作为电子穿梭体,介导长距离电子传递(内源性分子在24小时内传递距离为12.0 ± 0.7 mm至19.2 ± 0.8 mm,外源性分子为1.3 ± 0.2 mm至2.5 ± 0.4 mm)。此外,在分类学和生态学上多样的、广泛分布于水生和陆地环境中的微生物中观察到了长距离IEET,证实了其普遍性。这种长距离IEET深刻影响元素循环,例如增强了远程产甲烷作用和还原性铁矿物溶解,表明厘米级IEET使微生物能够接触远距离电子受体并促进种间电子流动。本研究为关键的IEET过程提供了可视化证据,并为研究IEET触发的生物地球化学过程提供了一种强大的原位成像方法。
Keyword:
biogeochemical processes
extracellular electron transfer
visualization technique
electron shuttle
element cycles

期刊

E
ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY
IF:
11.3
论文数:
2.1K
被引数:
1

机构

Z
Zhejiang University
学者数:
1.5W
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被引数: 17.8W
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