Электрические бактерии помогут в создании «живых» батареек
Ученым в далеком прошлом было как мы знаем, что морские анаэробные бактерии называющиеся Shewanella oneidensis, которых возможно отыскать глубоко в почве и океанических отложениях, способны создавать электрический ток при действии тяжелых металлов, таких как марганец и железо.
В следствии недавних опытов экспертам удалось узнать, что белки в клеточных мембранах этих микроорганизмов смогут переносить электроны со скоростью, достаточной для генерирования энергии, нужной бактериям для выживания.
Совершенно верно так же, как человек вдыхает кислород и применяет его для производства энергии, бактерии Shewanella oneidensis применяют минералы, такие как оксид железа, для необычного дыхания, растолковывает соавтор изучения Лианг Ши, биолог из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории США. «Как мы знаем, что бактерии приобретают электричество при помощи передвижения электронов через клеточную мембрану, но то, как эти электроны передаются от бактерии минералу, остается тайной», — отмечает Ши.
Имеется два вероятных варианта объяснения происходящему: белки мембраны смогут передавать электроны конкретно на поверхность минерала, либо же белки смогут применять другие молекулы, каковые оказывают помощь им переносить электроны через поверхность мембраны.
Чтобы получить наглядную картину того, как бактерии генерируют электрический ток, исследователи создали пузырчатую структуру из молекул жира, покрытых такими белками. Оказавшаяся структура сымитировала клеточную мембрану бактерии.
Такие пузырьки изучать значительно легче, чем настоящие бактериальные клетки, каковые заполнены вторыми структурами. Помимо этого, опыты проводились в бескислородной среде, поскольку кислород может оказать влияние на химические реакции.
Пузырьки содержали донорский электрон во внутренней части, а внешняя их часть подвергалась действию минералов с содержанием железа. Ученые измеряли скорость электрического тока, что появился на поверхности мембраны. В итоге оказалось, что скорость весьма громадна – достаточно, дабы высказать предположение, что бактерии применяют в природе данный механизм для генерирования электротока.
«Отечественное изучение демонстрирует, что эти белки смогут конкретно «дотрагиваться» до поверхности минерала и создавать электрический ток. Это значит, что бактерии смогут на поверхности металла либо минерала и проводить электричество через собственную клеточную мембрану», — говорит создатель изучения Том Кларк, биолог из Университета Восточной Англии, Англия.
Познание того, как функционируют эти бактерии, окажет помощь ученым создать био-батарейки, талантливые, например, хранить энергию для датчиков в отдаленной природной среде. И напротив, процесс насыщения бактерий электричеством может употребляться чтобы вынудить микробы создавать нужные материалы.
Био-батарейки уже разрабатываются, подчеркивает Лианг Ши, хоть и не в рамках этого изучения. Следующий вопрос в том, как эти белки, передвигающие электроны, впишутся в неспециализированную совокупность не только в лабораторных пузырчатых структурах.
Источник: Livescience
