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为探究非模式生物胞外电子转移（EET）机制及生态意义，研究人员对厦门海旋菌（Thalassospira xiamenensis）SN3 进行基因组和生物电化学表征。结果表明其胞外电子摄取（EEU）需与电极直接接触且与呼吸相关。该研究为探究其 EET 机制奠定基础。
在神秘的海洋世界里，微生物如同隐藏的 “幕后英雄”，默默影响着海洋的生态平衡和物质循环。胞外电子摄取（EEU）作为微生物的一种特殊代谢过程，一直是科研人员关注的焦点。然而，目前大多数关于 EEU 的研究都集中在少数模式生物上，对于那些广泛存在于自然环境中的非模式生物，它们的 EEU 机制却知之甚少。
这些非模式生物在生物地球化学循环中发挥着重要作用，在生物技术应用和生物修复领域也有着巨大的潜力。比如一些海洋细菌，它们或许能帮助我们处理海洋中的污染物，又或者为新能源的开发提供新的思路。但由于对它们的 EEU 机制缺乏了解，这些潜在的应用都难以实现。
海洋中的 Thalassospira 属细菌就是这样一群 “神秘客”，它们广泛分布在海洋环境中，代谢能力多样，有的能在极端寡营养条件下生存，有的还与铁腐蚀现象有关。然而，它们参与铁腐蚀的具体机制，以及 EEU 在其中扮演的角色，至今仍是未解之谜。为了揭开这些谜团，研究人员踏上了探索之旅。虽然文中未提及具体研究机构，但他们针对厦门海旋菌（Thalassospira xiamenensis）SN3 展开了深入研究。
研究人员通过一系列实验，取得了不少重要发现。首先，他们发现 SN3 能够氧化处于供电子电位的阴极，这意味着它可以从电极获取电子。而且，这种氧化过程需要细胞保持活性，只有活着的细胞才能完成这项 “任务”。同时，阴极氧化发生在细胞与电极的界面上，必须通过直接接触才能实现。此外，研究还表明，阴极氧化与呼吸过程紧密相连，当缺失硝酸盐还原酶催化亚基 napA 时，在硝酸盐还原条件下，电流消耗和催化活性都消失了，这充分证明了硝酸盐呼吸在其中的关键作用。
这些研究成果发表在《Bioelectrochemistry》上，具有重要的意义。它为我们理解 Thalassospira 属细菌的代谢机制提供了新的视角，也为后续研究其他非模式生物的 EEU 机制奠定了基础。或许在未来，我们可以利用这些知识，更好地调控海洋中的生物地球化学循环，开发更高效的生物修复技术，甚至探索新的能源利用方式。
在研究过程中，研究人员主要运用了基因组测序与分析技术，对 SN3 的基因组进行解读，探索其潜在的 EEU 能力；采用生物电化学表征技术，包括安培法和伏安法，来研究细胞与电极之间的电子转移情况；还利用基因敲除技术，通过敲除硝酸盐还原酶催化亚基 napA 和甲酸脱氢酶 fdhABCD，进一步探究相关基因在 EEU 过程中的作用。
在细菌菌株和培养条件方面，研究人员将用到的所有细菌菌株存储在 40% 甘油中，于 - 80°C 保存。实验前，把厦门海旋菌 SN3 在添加离子的 LBS 培养基（LBS + Ions）琼脂平板上培养，30°C 孵育，挑取单菌落接种到 LBS + Ions 肉汤或人工海水基础培养基（SWB）中。
在基因组和代谢潜力的研究中，研究人员对 SN3 的基因组进行测序和分析。通过 GTDB 进行分类学鉴定，确定 SN3 属于厦门海旋菌，其基因组的相关特征和组装统计信息分别记录在表格中。虽然文中未详细阐述基因组分析的具体结果，但这为后续研究其代谢潜力和 EEU 机制提供了重要基础。
研究还进行了生物电化学表征。研究人员发现，SN3 细胞的向内 EET 需要终端电子受体，也就是呼吸过程的参与。通过敲除 napA 基因，在硝酸盐还原条件下，电流消耗和催化活性都消失了，这表明硝酸盐呼吸在向内 EET 过程中起着关键作用。同时，培养基交换实验表明，SN3 的向内 EET 是通过与电极直接接触实现的，其正式中点电位为?153 ± 16 mV vs. SHE。此外，敲除甲酸脱氢酶 fdhABCD 并对突变细胞进行电化学表征，结果显示向内 EET 并非像其他生物那样是 Fdh 酶吸附到电极上的作用，进一步证明了其细胞介导且依赖接触的 EET 机制。
综合来看，这项研究揭示了厦门海旋菌 SN3 的胞外电子摄取与硝酸盐呼吸之间的紧密联系，明确了其 EET 机制是细胞介导且依赖接触的过程。这不仅加深了我们对非模式生物 EEU 机制的理解，也为未来在海洋生态、生物技术等领域的应用研究开辟了新的方向。后续研究可以在此基础上，进一步探索 Thalassospira 属其他细菌的 EEU 机制，以及这些机制在更复杂环境中的作用，为相关领域的发展提供更多理论支持和技术思路。
