康奈尔大学生物工程师 Buz Barstow 博士 '09，正试图解决一个大问题：如何建立一个低成本、环保的大规模系统，用于存储和回收来自风能和太阳能等可再生能源的能源。目前，没有可持续的绿色能源储存方法，因为电池对环境有毒。

答案可能很小;一种叫做 Shewanella oneidensis的细菌。微生物将电子带入其新陈代谢，并利用能量制造必要的前体以“固定”碳，当植物或生物体从二氧化碳中获取碳并将其添加到有机分子(通常是糖)中时，就会发生这种情况。巴斯托正在努力设计一种新细菌，通过使用这些前体分子制造有机分子，如生物燃料，更进一步。

8 月 11 日发表在Communications Biology 上的一项新研究“识别 Shewanella oneidensis 中的电子摄取途径”首次描述了 Shewanella 中的一种机制，该机制允许微生物将能量引入其系统以用于其新陈代谢。

“只有极少数微生物可以真正储存可再生电力，”农业与生命科学学院生物与环境工程助理教授、该论文的资深作者巴斯托说。他补充说，能够固定 CO 2的微生物甚至更少。

“我们想要制造一个，”Barstow 说，“为了做到这一点，我们需要知道参与让电子进入细胞的基因。”

在这项研究中，研究人员使用了一种叫做“敲除数独”的技术，巴斯托和同事发明了这种技术，让他们一个一个地灭活基因，以便告诉他们的功能。

Barstow 说：“我们发现许多我们已经知道的用于从细胞中获取电子的基因也参与了获取电子的过程。” “然后我们还发现了这组全新的基因，以前没人见过这些基因需要让电子进入细胞。”

第一作者 Annette Rowe 博士 '11，辛辛那提大学微生物学助理教授，确定了这些基因促进将电子移动到希瓦内拉新陈代谢的途径。

事实证明，将二氧化碳转化为糖类并最终转化为生物燃料的途径非常有效，可以扩大规模且运行成本低。研究人员在许多不同的细菌属中发现了同源基因，使他们怀疑在地球上的生命发展光合作用之前，细菌可能采用了类似的途径，利用氧化铁中的电子从二氧化碳中提取碳用于制造糖。

“当我们建立一种可以吃电子的微生物时，我们现在正在做的就是，它会整合这些基因，”巴斯托说。他计划首先将基因添加到大肠杆菌中，这是一种经过深入研究且易于处理的细菌。由电子驱动的工程细菌为使用可再生能源制造生物燃料、食品、化学品和碳封存打开了大门。