泥巴细菌肚子里长出的导电金属电线：硫还原土杆菌菌毛的芳香共轭电子高速路
2005 年 6月23日 · 双室厌氧微生物燃料电池（MFC）、导电碳纸电极与导电原子力显微镜（C-AFM）悬臂探针
你知道吗？
生命不需要金属电缆来通电，几万个芳香氨基酸手拉手搭成的一根微米级蛋白质绒毛，就是自然界最强韧的活体电线。
我们呼吸氧气时，线粒体电子最终被温和交给了氧分子生成水；但如果生活在暗无天日的厌氧地下沉积物和烂泥中，周围没有氧气，细菌吃下有机物剥离出来的电子该往哪里排泄？马萨诸塞大学阿默斯特分校的洛夫利与雷格拉团队在《Nature》上揭示了一个颠覆生物电化学的奇迹：生活在河底泥浆中的硫还原土杆菌（Geobacter sulfurreducens），为了将电子倾倒给胞外几微米开外坚硬不可溶的铁矿石或电极，竟从身体表面吐出数根粗仅几纳米、长达几微米的特化菌毛（Pili）！
传统生物学认为蛋白质是绝缘体，然而当研究人员用导电原子力显微镜探针接触单根活体菌毛并施加微弱偏压时惊呆了：这根由蛋白质单体装配而成的微型软管，竟然表现出如同金属铜线一般的欧姆导电性！结构解析证实，单体中的芳香族侧链在轴向以约0.32纳米的超密间距堆叠，形成了一条π-π共轭重叠电子云隧道，使得代谢电子能顺着纳米线以极高速度畅行无阻直达外界电极。