电力公司通过铜线传输电子。结果发现，某些细菌似乎也做类似的事情。在缺氧的情况下，许多常见的土壤细菌会生长出微小的纳米线，沿着这些纳米线将电子推向附近的岩石。电子的移动产生能量，细菌利用这些能量来制造ATP——所有细胞用来驱动其所有活动的分子。然而，这种能量生产策略相当不寻常；除了这些物种之外，大多数细胞，包括人类细胞，都是通过内部过程而不是外部过程来产生能量的。
尽管如此，科学家们早就知道这些向矿物质转移电子的细菌。只是这个过程的细节模糊不清。毕竟，很难看清细菌纳米线，它们可能只有10纳米宽。但现在，一个由物理学家和生物学家组成的团队已经观察到希瓦氏菌（Shewanella oneidensis）土壤细菌在活体生长纳米线。是的，就像“电视直播”一样。在此过程中，科学家们发现了纳米线的组成。这些线实际上是由细菌的外膜形成的；该物种有两个膜，构成了它们的“皮肤”。
“细胞实际上在轻微变形，”领导这项新研究的南加州大学物理学家Mohamed El-Naggar告诉《大众科学》。“它正在将它的外膜拉长成一个长管的形状。”此前，科学家们认为细菌纳米线是由毛发状附属物——毛（pili）构成的，这些毛在单细胞生物中很常见。
“这解决了关于电荷如何在这些结构上移动的长期存在的谜团，”El-Naggar说。细菌细胞膜上有嵌入的细胞色素（cytochromes）蛋白，这些蛋白——瞧！——已知可以相互传递电子。毛（pili）没有细胞色素。（尽管如此，El-Naggar说，有证据表明其他物种可能确实使用毛（pili）来制造它们的纳米线。）
El-Naggar已经研究了制造纳米线的细菌好几年了。2012年，《大众科学》因他在这方面的工作将他列为年度十大杰出青年科学家之一。像他这样的研究有一天可能导致生物电子设备，结合硅组件和生物组件。毕竟，如果存在能够将电子转移到岩石的细菌，那么它们也可以将电子转移到电路中的组件。工程师们也正试图将制造纳米线的细菌整合到燃料电池中。
在这两方面仍然有大量的工作要做。细菌燃料电池或电路是否比今天使用的更有效，这并不能保证。但这个想法是，如果生物电路能够工作，“你就可能两全其美，”El-Naggar说。由此产生的电路可以同时拥有能自我修复和自我复制的组件（来自细菌）以及超精确的组件（人造部件）。
El-Naggar和他的团队今天在《美国国家科学院院刊》上发表了他们的研究成果。
