Az élő organizmusok körében ritka a villamos energia lefolytatása
Előretekintő: A tudósok egy új kábelbaktériumfajt fedeztek fel, amely megkülönböztető nikkel-alapú szálakat használ az elektromosság lefolytatására, feltárva a kulcsfontosságú betekintést az evolúciós történetébe. Ez a felfedezés lehetőséget kínál új bioelektronikus alkalmazásokra és a környezeti tisztítási technológiákra.
A tudósok egy új baktériumfajt azonosítottak az Oregon Yaquina -öböl iszapain, amely képes villamos energiát vezetni, amely az élő szervezetek körében ritka tulajdonság.
Az Oregoni Állami Egyetemi Kutatók azonosították a baktériumot, a Candidatus Electrothrix yaqonensis -t, amelyet a Yaqona népének, a régió őslakos lakosainak tiszteletére neveztek el, ahol a felfedezés megtörtént.
Az alkalmazott és a környezeti mikrobiológiában közzétett eredmények leírják, hogy ez a kábelbaktérium hogyan alakul ki a hosszú szálakat azáltal, hogy összekapcsolja a rúd alakú sejteket a végéig, egy megosztott külső membránnal.
Ezek a szálak több centimétert nyújthatnak, és az üledékben természetes elektromos vezetékekként működnek. A baktériumok egyedi vezetőképessége nem csupán biológiai kíváncsiság; Kritikus szerepet játszik az anyagcseréjük optimalizálásában azáltal, hogy lehetővé teszi a távolsági elektronszállítást.
Cheng Li, az akkori posztdoktori kutató és Clare Reimers, az Oregon Állami Egyetemen kiemelkedő emerita professzor azonosította az új kábelbaktériumfajokat a Yaquina -öböl torkolatán összegyűjtött intertidális üledékmintákból.
„Úgy tűnik, hogy ez az új faj egy híd, egy korai ág a kb. Elektrothrix -clade -ben, ami azt sugallja, hogy új betekintést nyújthat ezeknek a baktériumok fejlődéséhez, és hogyan működhetnek különböző környezetekben” – mondta Li.
Li hozzátette, hogy az új faj figyelemre méltó a kábelbaktériumok körében kivételes metabolikus képességei és egyedi szerkezeti tulajdonságai, például a kiemelkedő felületi gerincek-akár háromszor szélesebbek, mint más fajoknál-, amelyek erősen vezetőképes rostokat tartalmaznak, amelyek megkülönböztető nikkel-alapú molekulákból állnak.
Ezek a vezetőképes szálak lehetővé teszik a baktériumok számára, hogy távolsági elektronszállító transzportot végezzenek, összekapcsolva az elektron-akceptorokat, például az oxigént vagy a nitrátot az üledék felületén, olyan elektron-donorokkal, mint a szulfid mélyebb a sárban. Ez a képesség, hogy megkönnyítse a redukciós-oxidációs reakciókat jelentős távolságokon, a baktérium számára létfontosságú szerepet játszik az üledék geokémiájában és a tápanyag-ciklusban.
A felfedezés gyakorlati következményei jelentősek. „Ezek a baktériumok átvihetik az elektronokat a szennyező anyagok tisztítására, így felhasználhatók a káros anyagok eltávolítására az üledékekből” – mondta Li. „Ezenkívül egy erősen vezetőképes nikkelfehérje tervezése új bioelektronikát inspirálhat.”
Az ilyen alkalmazások a környezeti kármentesítéstől az innovatív bioelektronikus eszközök fejlesztéséig terjedhetnek az orvostudomány, az ipar és a környezeti megfigyelés érdekében.
A kutatás számos intézmény tudósai, köztük az Antwerpen Egyetem, a Delft Műszaki Egyetem és a Bécsi Egyetem tudósai. Ezt olyan szervezetek támogatták, mint például a Tengerészeti Kutatási Hivatal és az Oregon Sea Grant.
Masthead: Brian Hoffman