近日，東北大學電活性生物材料交叉研究中心Derek Lovley教授和徐大可教授課題組在微生物腐蝕機理研究領域取得重要進展，首次從基因水平揭示氫氣在海洋硫酸鹽還原菌Desulfovibrio ferrophilus腐蝕金屬過程中的核心作用。相關研究成果以“Genetic studies reveal that H2 is a key electron donor for Desulfovibrio ferrophilus during iron corrosion”為題發表于環境領域國際頂級期刊Water Research。醫學與生物信息工程學院博士研究生李嘉欣為第一作者，導師Derek Lovley教授和徐大可教授為共同通訊作者，東北大學為第一完成單位。
 

　　D. ferrophilus是一種高腐蝕性的模式硫酸鹽還原菌，關于該菌如何從金屬中獲取電子以支持其代謝的科學問題長期存在爭議。以往研究多為通過間接證據推測其可以直接從金屬獲取電子，缺乏直接證據闡明其腐蝕機理。本研究通過基因編輯技術構建了氫化酶缺失菌株，限制其利用氫氣的能力，結合生物學分析及電化學技術，證實氫氣是鐵腐蝕過程中的關鍵電子載體。敲除所有氫化酶后，菌株仍能利用乳酸鈉為電子供體、硫酸鹽為電子受體正常生長，但腐蝕速率顯著降低；氫化酶缺失菌株形成的生物膜表現出腐蝕抑制性。該研究解決了關于D. ferrophilus腐蝕過程中電子傳遞機制的長期爭議，深化了對硫酸鹽還原菌腐蝕金屬機制的理解，為可持續的海洋基礎設施保護提供了理論支撐，為開發金屬腐蝕防治策略奠定基礎。
 

摘要圖 Desulfovibrio ferrophilus腐蝕機理示意圖
 

　　該研究工作獲得國家自然科學基金重點項目、國家杰出青年科學基金、國家重點研發計劃等項目資助。