Fe3O4-甲烷八叠球菌生物杂交体

固氮与产甲烷双增强

将Fe3O4纳米粒子嵌入Methanosarcina acetivorans，实现不依赖光的电子传递，同时提升固氮与甲烷生成，且无需光照即可驱动。

刘晓 · 马晶 · 刘梅 · 王越 · 孙晓 · Ding, Chengcheng · Li-Juan, Feng · 闫震 · 袁宪正

Journal of the American Chemical Society 2025

技术优势

无需光照

电子传递由Fe3O4纳米粒子介导，不依赖光能，可在黑暗环境中驱动固氮和产甲烷。

保护固氮酶

Fe3O4纳米粒子促进定向电子传递，增强固氮酶功能，可能减轻氧化损伤。

同时增产甲烷

增强电子流沿膜结合电子链传递，提高ATP合成，同时支持固氮和产甲烷。

应用场景

• 生物固氮：在黑暗中固氮，摆脱对光照的依赖，适合封闭厌氧环境。
• 微生物产甲烷：在固氮同时提高甲烷产量，用于无光厌氧产甲烷。
• 合成生物学固氮菌：提供不依赖光的固氮底盘，可整合进合成生物学改造。
• 无光生物能源转化：实现无光条件下的生物能转化，适用于无光环境能源生产。