Странно откритие: Човешки чревни бактерии произвеждат електричество

Досега бактерии, които произвеждат електричество, са намирани в екзотични среди като киселинните езера на Уелоустоун.

Но учените са пропуснали едно място, което може да се каже, е почти под носа им - човешките черва.

Изследователи от Университета на Калифорния, Бъркли, откриха, че бактерията, причиняваща диария, Listeria monocytogenes, произвежда електричество, използвайки съвсем различен метод от известните електрогенериращи бактерии и че стотици други бактериални видове използват същия процес, съобщава Science Daily.

Много от тези бактерии-"електрогенератори" са част от човешкия чревен микробиом и много от тях са патогенни - като споменатата по-горе L. monocytogenes, причиняваща често смъртоносно инфекциозно заболяване, листериоза, което уврежда тежко централната нервна система. Бактериите, причиняващи гангрена (Clostridium perfringens) и болнични инфекции (Enterococcus faecalis) и някои болестотворни стрептококови бактерии също произвеждат електричество. Други електрогенни бактерии, като лактобацилите, са важни при ферментацията на киселото мляко и много от тях са пробиотици.

"Фактът, че толкова много бактерии в тесен контакт с хората, било като патогени или пробиотици, или в нашата микрофлора или участващи в ферментацията на човешка храна, са електрогенни - бе пропуснат досега. Той може да ни разкаже много за това как тези бактерии ни заразяват или ни помагат да имаме здрави черва", коментира Дан Портной (Dan Portnoy), професор по молекулярна и клетъчна биология и растителна и микробиална биология от Университета на Калифорния, Бъркли. 

Откритието е добра новина за тези, които се опитват да създадат живи батерии от микроби. Такива "зелени" биоенергетични технологии биха могли например да генерират електроенергия от бактерии в заводи за преработка на отпадъци.

Откритието е описано в статия, излязла наскоро онлайн в Nature преди публикуването на 4 октомври в печатното издание на списанието.

Те дишат метал

Бактериите генерират електричество поради същата причина, поради която дишаме кислород - да се освободим от електроните, продукт на метаболизма и да подсигурим клетките си с използваема форма на енергия. Докато животните и растенията пренасят електроните си в кислород вътре в митохондриите на всяка клетка, бактериите в безкислородни среди - включително червата ни, но също и среди на алкохолна и млечна ферментация и киселинни басейни - трябва да намерят друг акцептор на електрони. Извън клетката в геоложки среди често това са минерали - например желязо или манган. В известен смисъл тези бактерии "дишат" желязо или манган.

Прехвърлянето на електрони от клетката в минерал изисква каскада от специални химични реакции, така наречената верига на извънклетъчен електронен трансфер, която пренася електроните като слаб електрически ток. Някои учени използват тази верига, за да направят батерия - сложете електрод в колба с тези бактерии и може да генерирате електричество.

Новооткритата система за извънклетъчен трансфер на електрони всъщност е по-проста от вече известната верига на пренос и изглежда се използва от бактериите само когато е необходимо, може би когато нивата на кислород са ниски. Досега тази проста верига за предаване на електрони е намерена в бактерии с единична клетъчна стена - микроби, класифицирани като грам-положителни бактерии - които живеят в среда с много флавини, производни на витамин В2.

"Изглежда, че клетъчната структура на тези бактерии и богатата на витамини екологична ниша, която заемат, прави значително по-лесно и икономически по-ефективно прехвърлянето на електрони от клетката", отбелязва водещият автор, постдокторантът Сам Лайт (Sam Light). "По този начин  смятаме, че обичайно изследваните минерално-дишащи бактерии използват извънклетъчен трансфер на електрони, защото е от решаващо значение за оцеляването им, докато тези новооткрити бактерии го използват, защото е "лесно”.

За да разбере колко устойчива е тази система, Лайт работи съвместно с Каролайн Ай-Франклин (Caroline Ajo-Franklin) от Националната лаборатория "Лорънс Бъркли", която изследва взаимодействието между живите микроби и неорганичните материали за възможни приложения при улавянето и задържането на въглерода и генерирането на био-слънчева енергия.

Тя използва електрод за измерване на електрическия ток, който протича от бактериите - до 500 микроампера - което потвърждава, че  наистина се произвежда електроенергия. Всъщност те произвеждат толкова електричество - около 100 000 електрона в секунда на клетка - както известните електрогенни бактерии.

Лайт е особено заинтригуван от наличието на тази система в Lactobacillus, бактерии, които са от решаващо значение за производството на сирене, кисело мляко и кисело зеле. Може би, предполага той, преносът на електрони играе роля във вкуса на сиренето и киселото зеле.

"Това е важна част от физиологията на бактериите, която хората не осъзнават, че съществува и може да бъде манипулирана", коментира той.

Интересно е как и защо тези бактерии са развили такава уникална система. Простотата - по-лесно е да се прехвърлят електрони през една клетъчна стена, а не през две - и възможността - като се възползват от повсеместните флавинови молекули, за да се отърват от електроните - изглежда, позволява на тези бактерии да намерят начин да оцелеят и в ниско кислородна и бедна на кислород среда.

Източник: nauka.offnews

Facebook коментари

Коментари в сайта

Хороскоп за 29.05.2020

Хороскоп за Овен

Овен
Постарайте се да наваксате пропуските в работата си и ще получите увереност за бъдещето си. Интимните връзки ще се задълбочават и скоро ще получите интересно предложение. Интересът към вас нараства и гледайте да не го проиграете хазартно. Други ще имат прозрения, които ще ги подтикнат да потърсят човека, с когото са се разделили.
29 май 2020

Хороскоп за Телец

Телец
Зле понасяте ограниченията във всичките им проявления. Широко скроената ви природа се бунтува и това ви създава проблеми. Заявете претенциите си аргументирано и чак тогава ги отстоявайте. Но бъдете умерени и способни да правите компромиси. Намерете сили да се преборите със собствената си тревога, не я превръщайте в публично достояние.
29 май 2020

Хороскоп за Близнаци

Близнаци
Много от вас ще продължат да се занимават със служебни въпроси, работата изисква да не я отлагате. Наред с това ще помислите за организацията и дисциплинираността на сътрудниците си/ако имате такива/. Не пренебрегвайте здравето си, има какво да направите, за да се поддържате в добра форма.
29 май 2020

Хороскоп за Рак

Рак
Обърнете внимание на служебен въпрос, който крие зад себе си нечие двусмислено поведение. Предизвикайте откровен разговор и изяснете позициите си. Вие сигурно имате свои планове за вечерта, но е твърде възможно да ги промените, предвид новите обстоятелства. Не се натъжавайте, може би е за добро.
29 май 2020

Хороскоп за Лъв

Лъв
Промени и осъществяване на желания, такива са перспективите пред част от вас. Има кой да се погрижи за душевният ви уют, а и не само за него. С нов тласък на енергия и вяра ще се устремите към нови предизвикателства. Това ще ви направи по-щедри към консервативно настроените около вас.
29 май 2020

Хороскоп за Дева

Дева
Очаква ви спокоен и приятен ден, изпълнен с добро настроение и ведри хора. В подобна атмосфера едва ли ще ви е трудно да си отпочинете и да се заредите с нови сили. Направете нещо лично за себе си, това ще ви подейства доста освежително.
29 май 2020

Хороскоп за Везни

Везни
Подготовката за предстоящо събитие ви създава повече стрес, но сте на път да приключите с него. Неизвестните ще отпаднат и ще направят деня ви по-спокоен. Имате шанс да получите и повече от нещата, които искате, стига да сте направили необходимото за това. Не прибързвайте с изводите, за да не въздействате негативно на резултатите.
29 май 2020

Хороскоп за Скорпион

Скорпион
Не си създавайте излишни проблеми, поддавайки се на емоциите и желанието си да напътствате всеки за всичко. Повишената ви чувствителност се отразява на работата, взаимоотношенията и живота ви. Гледайте по-ведро на случващото се, осигурете си спокойствие и занимания, които ви носят удоволствие.
29 май 2020

Хороскоп за Стрелец

Стрелец
Обнадеждаващи новини по делови въпроси ще зарадват мнозина от вас. Още по-приятни ще са те имайки предвид източника им. Ще имате възможност и да разрешите недоразумение с любимия човек. Хармонията в личният ви живот ще бъде възстановена.
29 май 2020

Хороскоп за Козирог

Козирог
Решавайки последователно въпросите от ежедневието, ще спестите главоболия и противоречия с партньори и близки хора. Станете по-търпеливи в общуването си и по-малко да се стремете към показност в опита, информираността и значимостта си. В служебните си дела ще постигнете съгласие по спорен въпрос, отново, ако намерите верния тон.
29 май 2020

Хороскоп за Водолей

Водолей
Нечии постъпки ще ви подтикнат към действия, осигуряващи защита на интересите ви. С професионални задачи ще запълните по-голямата част от деня си. При добра организация времето ви ще стигне за всичко. Приемете една протегната към вас ръка, каквото и да означава това.
29 май 2020

Хороскоп за Риби

Риби
Настроение ще ви носят както резултатите от делови преговори, така и добрите взаимоотношения с партньорите ви. Мислете за себе си, по-малко се преуморявайте и не прибързвайте в действията си. Онези, които търсят внимание ще се насладят на взаимност с човека до тях. Нуждаехте се от това
29 май 2020
Последни новини