电能细胞（电活性微生物）是能够与外界环境进行双向电子和能量交换的微生物，基于电能细胞的双向电子传递机制构建的多种微生物电催化系统，为解决我国化工、能源和环境等重大需求，提供了极具发展潜力的解决方案。然而，电子在传递过程中往往存在通量小、速率慢、定向差等问题，从而限制了电子流传递效率，影响了微生物电催化系统的催化效率。针对上述关键问题，报告人以希瓦氏菌电子传递调控生产绿色电能为研究对象，围绕影响电能细胞电子流的关键要素：流量、流速、流向，阐释了电子流流量、流速、流向调控的生理机制。基于此，在底物和电子池水平上发展了电子流流量调控技术，在蛋白和路径水平上提出了电子流速调控方法，在细胞和群落水平上建立了电子流向调控策略，提高了电子流调控效率，显著增强了微生物电催化系统的催化效率，为微生物电催化的工程化应用奠定了重要的应用基础。
 

电能细胞、胞外电子传递、合成生物学