Ученые обнаружили у бактерий суперспособности

82

Некоторые бактерии процветают практически в любой среде. Другие могут превратить токсичные материалы в безвредные вещества. Бактерия Shewanella oneidensis обладает более редкой способностью — она поглощает и производит электричество.

Новое исследование предполагает, что эти бактерии могут использовать энергию, собранную от ветра или солнца, для производства энергии для транспортных средств и многого другого. «Эти организмы питаются электричеством», — говорит Аннет Роу, микробиолог из Университета Цинциннати в Огайо (США). Команда исследователей под ее руководством определила, какие гены бактерия использует для электричества.

Бактерии
Иллюстрация pixabay

Электроны — это отрицательно заряженные частицы. Их поток создает электрический ток. Ученые уже знали, что Shewanella может перемещать электроны вперед и назад через клеточную стенку. Но они не знали точно, как бактерия контролирует ток и какие структуры бактерии отвечают за электричество, вырабатываемое бактерией?

Биолог Баз Барстоу из Корнельского университета (США) составил список из почти 4000 генов Shewanella. Этот список также включал мутации или изменения в этих генах. Ученые исследовали эти мутации, чтобы найти гены, которые позволяют Shewanella вырабатывать электричество. Это была нелегкая задача. «Действительно, сложно искать электронный поток и отслеживать электроны», — говорят ученые. Но со временем они начали выращивать различные мутировавшие бактерии на стекле, покрытом тонкой металлической пленкой. Затем, к бактериям прикрепили провод. Когда они пропускали электрический ток по проводу, ученые могли измерить, какие структуры позволяют бактериям поглощать или производить энергию.

Исследование показало до пяти генов, которые использует Shewanella для поглощения электронов. Каждый ген сообщает клетке, как вырабатывать белок. Некоторые из этих белков «захватывают» электроны и переносят их в клетку. Другие могут выталкивать электроны из клетки. Ученые видят множество способов использования электрических микробов. Один из них — производить биотопливо, которое отличается от ископаемых видов топлива, таких как уголь и природный газ. Этанол, который можно получить из кукурузы или сахарного тростника, представляет собой биотопливо, которое можно добавлять в стандартный бензин. Автомобили, работающие на дизельном топливе, можно приспособить для работы на другом биотопливе. Это топливо, называемое биодизелем, производится из растительного масла или животных жиров.

Биотопливо получает углерод из таких источников, как растения или отходы животноводства. Однажды они могут даже получить углерод с помощью бактерий, говорит Роу. Shewanella относится к числу бактерий, которые могут извлекать атомы углерода из углекислого газа. Они могут использовать его для создания других, более крупных молекул, которые можно было бы сжигать как биотопливо.

Знание того, какие гены Shewanella управляют электричеством, может помочь ученым в разработке нового биотоплива. Использование бактерий для создания биотоплива привлекательно, потому что бактерии могут регенерировать электричество, однако, работать с живыми организмами сложно, биологические системы трудно предсказать.

4.2/5 - (5 голосов)