Odkryto setki bakterii wytwarzających energię elektryczną

Odkryto setki bakterii wytwarzających energię elektryczną

20 września, 2018
Czas czytania:
3 MIN
Udostępnij:

Bakterie elektromagnetyczne to takie, które są w stanie wytworzyć pewną ilość energii elektrycznej. Jak dotąd, znaleziono je w środowiskach naturalnych, takich jak kopalnie i osady różnych zbiorników wodnych. Naukowcy z University of California w Berkeley, postanowili przebadać ludzki mikrobiom jelitowy, w celu zlokalizowania w nim bakterii elektrogennych. Odkryto, że bakterie znajdujące się w jelitach, wytwarzają prawie tyle samo energii, co inne bakterie elektrochemiczne (do 100 000 elektronów na sekundę przez jedną komórkę).

“Wiele bakterii, które wchodzą w interakcje z ludzkim organizmem, czyli zarówno patogeny, probiotyki, jak i mikroflora jelitowa, są elektromagnetyczne – wcześniej ten fakt nie był znany. To odkrycie może pomóc nam w zrozumieniu, jak wygląda mechanizm wspomagania funkcjonowania naszego organizmu lub infekcji tych poszczególnych bakterii, dzięki czemu będziemy mogli dłużej cieszyć się zdrowiem.” – dr Dan Portnoy, współautor badania

To odkrycie stanowi przełom w przemyśle bioenergetycznych technologii wykorzystywania odpadów. Zakłady zajmujące się składowaniem i przetwarzaniem śmieci, będą w przyszłości mogły pozyskiwać i wytwarzać energię elektryczną z bakterii, znajdujących się w odpadkach i nieczystościach. Dzięki temu możliwe będzie stworzenie “mikrobiologicznego paliwa” – innowacyjnego źródła energii odnawialnej.

Bakterie wytwarzają energię elektryczną, aby usuwać wolne elektrony, które powstały na skutek metabolizmu, a także by wspomagać produkcję energii. Zwierzęta i rośliny przenoszą swoje elektrony na cząsteczkę tlenu, znajdującą się w mitochondriach komórkowych. Bakterie beztlenowe, których naturalnym środowiskiem jest obszar bez dostępu powietrza (w tym ludzkie jelita, kadzie fermentacyjne, kopalnie), muszą znaleźć innego akceptora elektronów. Najczęściej jest nim żelazo lub mangan i to dzięki tym pierwiastkom bakterie są zdolne do wytwarzania energii elektrycznej.

Przeniesienie elektronów z komórki do minerału wymaga szeregu specyficznych reakcji chemicznych, tzw. zewnątrzkomórkowego łańcucha przenoszenia elektronów (EET, ang. extracellular electron transfer), który warunkuje transfer elektronów w postaci słabego prądu elektrycznego. Nowo odkryty pozakomórkowy układ przenoszenia elektronu jest w rzeczywistości prostszy niż ten dotychczas znany. Zauważono, że bakterie wykorzystują go tylko wtedy, gdy zaistnieje taka potrzeba (prawdopodobnie w momencie, gdy poziom tlenu w środowisku jest bardzo niski). Ten łatwiejszy łańcuch transferowy, na dzień dzisiejszy, zaobserwowano u bakterii posiadających pojedynczą ścianą komórkową. To drobnoustroje sklasyfikowane jako bakterie Gram-dodatnie, żyjące w środowisku o wysokim stężeniu flawin, do których zalicza się witaminę B2 (ryboflawinę).

„Wygląda na to, że struktura komórek tych bakterii oraz bogata w witaminy nisza ekologiczna, w której się znajdują, powoduje, że ​​przenoszenie elektronów z komórki jest dla nich znacznie łatwiejsze i bardziej opłacalne. Uważamy więc, że konwencjonalnie badane bakterie używają pozakomórkowego transferu elektronów, bo ma on zasadnicze znaczenie dla ich przetrwania, podczas, gdy te nowo zidentyfikowane mikroorganizmy używają go tylko dlatego, że jest dla nich prostszy”. – dr Sam Light, współautor badania

Informacja o autorze

Autor wpisu
Joanna Przybyszewska

Light S.H., Lin Su L., Rivera-Lugo R., Cornejo J.A, Louie A, Iavarone A.T., Ajo-Franklin C.M., Portnoy D.A., A flavin-based extracellular electron transfer mechanism in diverse Gram-positive bacteria. Nature. 2018

Ostatnie wpisy

Dodaj komentarz