本报讯（记者孙丹宁）近日，东北大学教授王福会团队、徐大可课题组在微生物腐蚀机理研究领域取得重要突破。该联合团队首次揭示了电活性微生物通过直接/间接电子传递协同加速不锈钢钝化膜破坏的分子机制，为微生物腐蚀的精准防控提供了理论依据。相关成果发表于《德国应用化学》。
微生物腐蚀是金属材料失效的主要原因之一，全球约20%的腐蚀损失与其直接相关。不锈钢表面致密的钝化膜是其抗腐蚀的关键屏障，然而电活性微生物可通过复杂的生物-非生物界面作用破坏这一保护层，具体机制长期未被阐明。
徐大可团队以典型电活性微生物“奥奈达希瓦氏菌”为研究对象，采用合成生物学手段对其基因进行编辑，成功构建了可过量分泌电子载体吩嗪-1-羧酸的工程菌株。结合高分辨钝化膜表征与分子生物学技术，系统揭示了微生物通过“直接-间接电子传递协同”加速钝化膜溶解的全新机制。
研究显示，基因编辑后的菌株通过外膜细胞色素蛋白介导的直接电子传递，以及吩嗪-1-羧酸和核黄素介导的间接电子传递，在生物膜-金属界面形成完整的电子传递链。这一过程不仅改变了钝化膜的微观结构与成分，还显著提升了界面过氧化氢浓度，导致钝化膜溶解。该发现突破了传统腐蚀理论中“钝化膜可自发修复”的认知，为开发靶向电子传递通路的防腐技术提供了新思路。
该研究首次从电子传递链视角系统揭示了微生物腐蚀的动态过程，不仅深化了对生物-非生物界面作用的理解，还为海洋工程、能源管道等领域的腐蚀防控提供了理论支撑。
相关论文信息：
10.1002/anie.202425220
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