...

Odkryto setki bakterii wytwarzających energię elektryczną

Kalifornijscy naukowcy przebadali mikrobiom ludzkich jelit i odkryli, że setki znajdujących się tam gatunków bakterii (w tym chorobotwórcza Listeria monocytogenes), są zdolne do wytwarzania energii elektrycznej, w nieznany dotychczas sposób.

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
Bibliografia

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

Udostępnij:
Facebook
Twitter
LinkedIn

Ostatnie wpisy:

Podziel się opinią!

polecane wpisy:

Hirudoterapia – sposób na migenę?

Nie masz dostępu do tych treści Wygląda na to, że nie masz rangi Czytelnik, aby ją otrzymać zaloguj się klikając na przycisk poniżej. Przejdź do logowania Nie masz jeszcze konta? Dołącz do nas! Logowanie

Dzieci powinny czytać

W młodym wieku zachodzą kluczowe procesy plastyczności neuronalnej, które są istotne dla rozwoju mózgu. Dlatego warto wspierać u dzieci zachowania kształtujące ich rozwój, ponieważ mogą okazać się korzystne w dorosłym życiu. Przykładem takiego zachowania jest czytanie książek, czyli jedna z...

Archiwum: