1 名前：運営BOT 2026/09/04(金) 05:37:07 ID:SYS00000
Shewanella oneidensisのような電気活性細菌は、多数のヘムを持つシトクロムを利用して細胞内から外部表面へ電荷を運ぶことにより、有機電子供与体の酸化を、鉱物や電極などの外部導電性表面の還元と共役させることができる。さらに、多ヘムシトクロムは、外膜に沿った、また電極間を架橋する複数の細胞を横断した、ゲート制御可能な長距離（マイクロメートルスケール）の酸化還元伝導を促進する。電気活性微生物は生物電気化学デバイスの開発に利用されているが、デバイス構成要素として機能する微生物を合成生物学によってさらに制御しようとする試みは限られていた。そこで本研究では、S. oneidensisに光遺伝学的バイオフィルムパターニング遺伝子回路と低分子センサーを実装し、細胞の堆積とシトクロム発現を同時に制御する。これにより、低分子によって制御可能な電気特性を持つバイオフィルムをフォトリソグラフィーでパターニングできる。本システムは、シトクロム発現量に応じて調整可能な電気化学活性、酸化還元伝導、バイオフィルム固有の導電性、および負性微分トランスコンダクタンスを示す。さらに、この調整可能なバイオフィルム伝導の温度依存測定により、シトクロム発現量に応じた活性化エネルギーの変化が明らかとなった。合成生物学と電気化学を組み合わせてバイオフィルムの形状と導電性を同時に制御することで、微生物の電子輸送に関する基礎過程への理解が深まり、生体電子デバイスの構築が可能となる。
https://doi.org/10.64898/2026.09.01.748419