近日，东北大学王福会教授团队徐大可教授课题组在微生物腐蚀机制研究领域取得重大突破。该团队首次揭示了电活性微生物通过直接/间接电子传输协同加速不锈钢钝化膜损伤的分子机制，为准确防治微生物腐蚀提供了理论依据。《德国应用化学》发表了相关成果。

金属材料失效的主要原因之一是微生物腐蚀，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耐腐蚀性的关键屏障。然而，电活性微生物可以通过复杂的生物非生物界面破坏保护层，具体机制尚未长期澄清。

徐大科团队以典型的电活性微生物奥奈达希瓦氏菌为研究对象，通过合成生物学手段编辑其基因，成功构建了一种工程菌株，可分泌过多的电子载体命嗪-1-羧酸。结合高分辨率钝化膜表征和分子生物学技术，系统揭示了微生物通过“直接间接电子传输协调”加速钝化膜溶解的新机制。

电活性奥奈达希瓦氏菌的基因编辑。东北大学提供图片。

研究表明，基因编辑的菌株通过外膜细胞色素蛋白介导的直接电子传递，以及命嗪-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和成分，而且显著提高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，为靶向电子传输通道防腐技术的发展提供了新的思路。

本研究首次从电子传输链的角度揭示了微生物腐蚀的动态过程，不仅加深了对生物非生物界面功能的理解，而且为海洋工程、能源管道等领域的腐蚀防治提供了理论支持。

相关论文信息：https://doi.org/10.1002/anie.202425220。