Проучване предполага, че пробиотичните бактерии и супербуксовете могат да произвеждат електричество

Учените са открили, че стотици бактериални видове са способни да произвеждат електроенергия и биха могли да бъдат кооптирани да създават "живи батерии".

Докато изследователите са знаели, че бактерии, открити в екзотични среди като океанското дъно, са електрогенни, публикувано е ново проучване в списанието природа отбелязва, че учените са открили за първи път бактерии, взаимодействащи с хора също електрогенен.

Тези бактерии варират от вида, който причинява диария до тези, които ферментират кисело мляко. Мнозина изпълват човешкия червей и разбирането как тези бактерии развиват способности за производство на електроенергия могат да разкрият как те заразяват хората - или защо ни държат здрави.

Изследователски съавтор и Университет на Калифорния, постдокторант от Бъркли, Сам Лайт казва обратен че през последните 30 години учените все повече осъзнават, че бактериите, които живеят в среда, богата на минерални оксиди, като железен оксид и манганов оксид, са способни да оцелеят поради процес, наречен извънклетъчен електронен трансфер. Това означава, че те произвеждат електричество като част от техния метаболизъм, казва Light.

Причината, поради която някои бактерии произвеждат електроенергия, е подобна на причината, поради която дишаме кислород: за подпомагане на производството на енергия. В човешкото тяло, електроните се прехвърлят на кислородни молекули в митохондриите във всяка клетка. Но бактериите, живеещи в червата ни, нямат достъп до кислород, така че те са развили способността да използват алтернативи. С извънклетъчния електронен трансфер, тези микроби могат да „дишат” чрез преместване на високоенергийни електрони извън клетката - под формата на електричество.

- Направихме откритието, че хранителният патоген Listeria monocytogenes има тази способност за производство на електроенергия ”, обяснява Светлината. „Успяхме да идентифицираме гените, които са отговорни за тази електрическа активност, и се оказва, че и много други бактерии притежават тези гени, което означава, че те също могат да произвеждат електричество. Бактериите с тези гени включват други патогени, които причиняват заболявания, пробиотици и нормални членове на микробната общност в червата ни, както и бактерии, използвани за ферментация на храни."

Екипът откри, че когато се отглеждат в колба с електроди, бактериите създават електрически ток, измерен при 500 микроамперчета. Това означава, че електричеството, което могат да правят извън тялото, е 100 000 електрона в секунда на клетка.

"Не бих казал, че те произвеждат електричество вътре в телата ни", изтъква Светлината. „Просто извършват дишане извън клетките си. С други думи, те имат процес, който извън нашето тяло може да бъде кооптиран да създава електричество."

И това е от огромно значение за учените. През юни НАСА изпрати до Международната космическа станция бактерии, генериращи електроенергия, за да видят дали микробите все още работят еднакво в космоса. Ако го направят, електричеството им потенциално може да се използва за захранване на мисионерските проекти. Американските въоръжени сили също подкрепят финансово проучванията за електрогенни бактерии с надеждата, че бактериите могат да бъдат използвани за третиране на отпадъчните води. През 2017 г. учени от Университета на Калифорния, Санта Барбара, също се отправиха към създаването на „жива батерия“ с химически модифицирана микробна горивна клетка.

Тъй като бактериите, които не съдържат кислород, пренасят електроните от техните клетъчни стени като средство за оцеляване, ако са манипулирани, те биха могли да допринесат за нашето оцеляване и в интензивни среди.