Сега изследователите се стремят да се възползват максимално от това ново откритие.
Знаете ли, че бактериите в естествения свят дишат чрез издишване на излишни електрони?
В ново проучване изследователи от Йейлския университет откриват, че светлината може да засили тази електронна активност в бактериите от биофилм, което води до 100-кратно увеличение на електрическата проводимост, според прессъобщение, публикувано от институцията по-рано този месец.
Фототок, който продължава с часове
„Драстичните увеличения на тока в нанопроводниците, изложени на светлина, показват стабилен и силен фототок, който продължава с часове“, казва старши автор Никхил Малванкар, доцент по молекулярна биофизика и биохимия (MBB) в Института по микробни науки на Йейл.
Сега учените търсят да се възползват максимално от това ново откритие и да намерят приложения за него, като елиминиране на биологично опасни отпадъци и създаване на нови възобновяеми източници на гориво.
Обичайно е живите същества да дишат кислород, за да се отърват от излишните електрони, получени когато превръщат хранителните вещества в енергия. Почвените бактерии обаче, живеещи дълбоко под океаните или заровени под земята в продължение на милиарди години, нямат достъп до този ценен кислород.
Поради това те са разработили начин за дишане чрез „дишане на минерали“ чрез малки протеинови нишки, наречени наножици. Учените откриват, че когато тези видове бактерии са изложени на светлина, те произвеждат значително и изненадващо увеличено количество електрически ток.
„Никой не знаеше как се случва това“, казва Малванкар.
В новото проучване изследователският екип, ръководен от изследователя Йенс Ной и студентката Катарин Шипс, установява, че този процес се задвижва от протеин, съдържащ метал, известен като цитохром OmcS (който изгражда бактериалните нанопроводници – инструментите, които бактериите използват, за да дишат).
OmcS по същество действа като естествен фотопроводник, улесняващ ефективния трансфер на електрони, когато биофилмите са изложени на светлина.
Напълно различна форма на фотосинтеза
„Това е напълно различна форма на фотосинтеза“, казва Малванкар. „Тук светлината ускорява дишането на бактериите поради бърз трансфер на електрони между нанопроводниците.“
Сега лабораторията на Малванкар проучва как това откритие може да се използва за стимулиране на растежа в оптоелектрониката и дори за улавяне на метан, помагайки в борбата срещу глобалното затопляне.
Това не са единствените бактерии, за които е установено, че имат полезни свойства. През август 2018 г. екип от микробиолози от Вашингтонския държавен университет открива бактерии в гейзерния басейн на езеро в националния парк Йелоустоун, които могат да „дишат“ електричество, като предават електрони на външни метали или минерали, използвайки стърчащи косми, подобни на тел.
Тъй като бактериите обменят електрони, те произвеждат поток от електричество, който евентуално може да се използва за приложения с ниска мощност. На теория, докато бактериите имат гориво, те могат непрекъснато да произвеждат енергия.
След това, през юни 2022 г., екип от изследователи от университета Бингамтън намира начин да захранва биобатерии в продължение на седмици, като използва три вида бактерии, поставени в отделни камери.
Тези открития показват, че природата може да предостави много решения на някои от най-непреодолимите проблеми днес. Всичко, което се изисква, е малко проучване и развитие в правилната посока.
Констатациите са публикувани за първи път в списанието Nature Communications.
Източник: InterestingEngineering
