Advances in mechanisms and engineering of electroactive biofilms

生物膜 合成生物学 纳米技术 电子转移 多细胞生物 群体感应 分泌物 化学 生物 计算生物学 生化工程 材料科学 生物化学 工程类 细菌 遗传学 细胞 有机化学
作者
Zixuan You,Jianxun Li,Yuxuan Wang,Deguang Wu,Feng Li,Hao Song
出处
期刊:Biotechnology Advances [Elsevier]
卷期号:66: 108170-108170 被引量:42
标识
DOI:10.1016/j.biotechadv.2023.108170
摘要

Electroactive biofilms (EABs) are electroactive microorganisms (EAMs) encased in conductive polymers that are secreted by EAMs and formed by the accumulation and cross-linking of extracellular polysaccharides, proteins, nucleic acids, lipids, and other components. EABs are present in the form of multicellular aggregates and play a crucial role in bioelectrochemical systems (BESs) for diverse applications, including biosensors, microbial fuel cells for renewable bioelectricity production and remediation of wastewaters, and microbial electrosynthesis of valuable chemicals. However, naturally occurred EABs are severely limited owing to their low electrical conductivity that seriously restrict the electron transfer efficiency and practical applications. In the recent decade, synthetic biology strategies have been adopted to elucidate the regulatory mechanisms of EABs, and to enhance the formation and electrical conductivity of EABs. Based on the formation of EABs and extracellular electron transfer (EET) mechanisms, the synthetic biology-based engineering strategies of EABs are summarized and reviewed as follows: (i) Engineering the structural components of EABs, including strengthening the synthesis and secretion of structural elements such as polysaccharides, eDNA, and structural proteins, to improve the formation of biofilms; (ii) Enhancing the electron transfer efficiency of EAMs, including optimizing the distribution of c-type cytochromes and conducting nanowire assembly to promote contact-based EET, and enhancing electron shuttles' biosynthesis and secretion to promote shuttle-mediated EET; (iii) Incorporating intracellular signaling molecules in EAMs, including quorum sensing systems, secondary messenger systems, and global regulatory systems, to increase the electron transfer flux in EABs. This review lays a foundation for the design and construction of EABs for diverse BESs applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI

祝大家在新的一年里科研腾飞
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
共享精神应助zhang采纳,获得10
2秒前
2秒前
六月完成签到 ,获得积分10
2秒前
李小二完成签到,获得积分10
3秒前
藏锋守拙123完成签到,获得积分10
4秒前
小魏哥完成签到,获得积分10
5秒前
ADcal完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
lay发布了新的文献求助10
7秒前
mogugu完成签到,获得积分10
8秒前
wanci应助章33采纳,获得10
8秒前
ufofly730完成签到 ,获得积分10
10秒前
木棉发布了新的文献求助30
11秒前
13秒前
14秒前
山东人在南京完成签到 ,获得积分10
16秒前
执着期待完成签到,获得积分10
17秒前
zhang发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
眷念发布了新的文献求助20
18秒前
甜美的觅荷完成签到,获得积分10
23秒前
湫湫完成签到 ,获得积分10
24秒前
我爱海爱浪完成签到,获得积分10
25秒前
momo发布了新的文献求助10
25秒前
Caden完成签到 ,获得积分10
27秒前
李健的小迷弟应助zhang采纳,获得10
27秒前
luckyhan完成签到 ,获得积分10
28秒前
嘁嘁完成签到 ,获得积分10
29秒前
Chris完成签到,获得积分10
31秒前
靓丽藏花完成签到 ,获得积分10
32秒前
阿达完成签到 ,获得积分10
35秒前
海棠完成签到 ,获得积分10
37秒前
无心的星月完成签到 ,获得积分10
39秒前
Nora完成签到,获得积分10
39秒前
liu123456完成签到,获得积分10
41秒前
deng完成签到 ,获得积分10
41秒前
科研通AI6.1应助眷念采纳,获得10
41秒前
屈煜彬完成签到 ,获得积分10
41秒前
Yolanda完成签到,获得积分20
41秒前
YY完成签到,获得积分10
42秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Psychology and Work Today 1400
Operational Bulk Evaporation Duct Model for MORIAH Version 1.2 1200
Variants in Economic Theory 1000
Global Ingredients & Formulations Guide 2014, Hardcover 1000
Research for Social Workers 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 880
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5841161
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 6159405
关于积分的说明 15605938
捐赠科研通 4958599
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2673137
邀请新用户注册赠送积分活动 1618093
关于科研通互助平台的介绍 1573180