Oamenii de știință au descoperit o bacterie conductoare de electricitate

O bacterie recent descoperită, pe coasta statului american Oregon, ar putea deschide calea pentru o nouă eră a dispozitivelor bioelectrice.

Aceasta a fost numită Ca. Electrothrix yaqonensis, în onoarea populației indigene Yaqo’n, localnică în zona în care a fost găsită, și conduce electricitatea exact ca un fir. Deși acest lucru nu este unic printre microorganisme, Ca. Electrothrix yaqonensis are trăsături fascinante care o diferențiază de alte bacterii conductoare.

• De ce dormitul mai mult în weekend poate fi sănătos?
• De ce oamenii care sforăie nu se trezesc din cauza propriului zgomot?

În ansamblu, aceste organisme sunt cunoscute sub numele de bacterii-cablu, și doar câteva sunt cunoscute până acum, împărțite între două genuri candidate (Ca.) care încă nu au fost cultivate și descrise formal: Ca. Electrothrix și Ca. Electronema. Acestea trăiesc în medii sedimentare și se aliniază cap la cap în fire lungi care transportă electroni.

Scopul acestui aranjament este împărțirea muncii metabolice între celulele individuale într-un mediu cu oxigen variabil. Este o adevărată colectivitate, așa cum se întâmplă adesea cu unele colonii bacteriene, dar adaptată perfect mediului lor mlăștinos și umed.

Chiar și printre un grup deja neobișnuit de specii, Ca. Electrothrix yaqonensis se evidențiază.

O nouă eră a dispozitivelor bioelectrice

„Această nouă specie pare a fi o punte, o ramură timpurie în cadrul cladei Ca. Electrothrix, ceea ce sugerează că ar putea oferi noi perspective asupra modului în care aceste bacterii au evoluat și cum pot funcționa în diferite medii”, spune microbiologul Cheng Li de la Universitatea de Stat din Oregon și Universitatea James Madison.

„Se distinge de toate celelalte bacterii-cablu cunoscute prin potențialul său metabolic, dar și prin trăsături structurale deosebite, inclusiv creste pronunțate la suprafață – de până la trei ori mai late decât cele observate la alte specii – care găzduiesc fibre extrem de conductoare, alcătuite din molecule unice, pe bază de nichel.”

Conduși de microbiologul Anwar Hiralal de la Universitatea din Anvers (Belgia), cercetătorii au izolat și studiat bacteria folosind metode genomice, morfologice, spectroscopice și de caracterizare electrică, scrie ScienceAlert.

Rezultatele lor au arătat că bacteria prezintă diferențe morfologice față de alte bacterii-cablu, precum și similitudini genetice cu ambele genuri. Printre cele mai importante descoperiri se numără acele creste pronunțate și tecile extracelulare excretate de microbi atunci când formează firele lor lungi și conectate.

O diversitate funcțională mai mare decât se credea anterior

Aceste fire sunt modul prin care bacteriile realizează reacții redox (reducere-oxidare) pe distanțe mari (de până la câțiva centimetri). Celulele îngropate mai adânc în sediment, unde nu au acces la oxigen, produc energie prin metabolizarea sulfului, ceea ce generează electroni. Acești electroni sunt transportați către stratul superior, bogat în oxigen, unde celulele de la suprafață folosesc oxigenul sau nitrații pentru a-i prelua.

Comportamentul, spun cercetătorii, ar putea fi exploatat de oameni pentru scopuri precum siguranța alimentară și curățarea mediului.

„Aceste bacterii pot transfera electroni pentru a curăța poluanții, deci ar putea fi folosite pentru a elimina substanțele nocive din sedimente”, spune Li. „De asemenea, designul lor, cu o proteină de nichel foarte conductivă, ar putea inspira noi bioelectronice.”

Cercetări suplimentare vor ajuta la clarificarea poziției acestei specii noi în arborele genealogic al bacteriilor-cablu și a lecțiilor pe care ni le poate oferi.

„Trăsăturile sale metabolice neconvenționale evidențiază dinamica evolutivă complexă din cadrul cladei bacteriilor-cablu și sugerează o diversitate funcțională și ecologică mai mare decât se credea anterior.”

Cercetarea a fost publicată în revista Applied and Environmental Microbiology.

Vă recomandăm să mai citiți și:

A fost descoperit un nou mecanism de apărare împotriva infecțiilor bacteriene

Cercetătorii avertizează: Zeci de milioane de oameni vor muri din cauza bolilor bacteriene rezistente la antibiotice

O bacterie acvatică comună ar putea cauza boala Parkinson

Infecțiile bacteriene, a doua cauză de deces la nivel mondial