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 19.10.2019

Хороскоп за Овен

Овен
Няма да ви липсва натоварване, което е натрупано от седмицата, която си отива. Но плануваните за почивните дни забавления ще се получат точно според очакванията ви. Близките ви с желание ще ви помогнат в приготовленията. Носите със себе си заряд на устойчивост и оптимизъм и това дава сигурност на тези около вас.
19 окт 2019

Хороскоп за Телец

Телец
Възможно е непредвидени ангажименти да променят плановете на много от вас. Няма да съжалявате, ще имате допълнителни доходи или изяви, с които да рекламирате себе си и работата си и чрез които да подобрите семейния ви бюджет. Вечерта ще бъдете изкушени от едно предложение и е възможно да направите избор в негова полза.
19 окт 2019

Хороскоп за Близнаци

Близнаци
Изпълнени сте с енергия и доброта. Отдавате се на заниманията си с желание и всяко свършено нещо ви доставя удоволствие. Намерете време за приятни занимания, отнасящи се до цялото ви семейство. Излет в планината със забавни хора ще разнообрази съботния ден. За други се очертава добро представяне на изпити.
19 окт 2019

Хороскоп за Рак

Рак
Ще обгърнете с топла прегръдка любимите си хора и най - вече онези, които ви носят добри послания. Това ще подейства като балсам за душата ви и ще се усмихнете на света. Задълженията ви ще станат по-малко скучни, а интересните моменти ще се повишат. Любовта ще очаква да й отдадете заслуженото и ще го направите с желание.
19 окт 2019

Хороскоп за Лъв

Лъв
Ще търсите място, където да се спасите от шума и суетата на ежедневието. Предложения в тази посока няма да липсват, от вас зависи да го изберете и му се насладите. Споделете времето си с хората, с които се чувствате уютно и не натоварващо. Предстоят финансовите възнаграждения.
19 окт 2019

Хороскоп за Дева

Дева
Ако прекарате деня в компанията на приятни и интересни за вас хора ще се почувствате най-добре. Ще успеете да се освободите от напрежението от седмицата, ще релаксирате и заредени с положителни чувства ще планирате идните дни. Очертават се финансови затруднения, които изискват от вас повече концентрация и целенасочени действия.
19 окт 2019

Хороскоп за Везни

Везни
Суматохата у дома може да не се понрави на мнозина от вас и да ви накара да потърсите по-приятно решение за днешния ден. Доверете се на приятелите си, които ще ви зарадват с привлекателни идеи за деня. В случай, че се възползвате от възможностите, които ви предлагат, ще си осигурите много приятно изкарване.
19 окт 2019

Хороскоп за Скорпион

Скорпион
Задачите ви днес изискват повече внимание от вас и това ще ви натовари допълнително. Вашата всеотдайност е пословична, но ще се наложи да намалите темпото. Взаимно удоволствие ще изпитате, ако отделите повече време за любимия човек. Старайте се да не мислите за нещо отминало, за което излишно се вините.
19 окт 2019

Хороскоп за Стрелец

Стрелец
От сутринта ще се заемете с реализацията на конкретна задача, още повече, че с нея са ангажирани и други хора. Решени сте да обновите офиса, дома или вилата и ще се потрудите, за да приключите с ремонта. Екипната работа също ще се толерира и в тази връзка не отхвърляйте предложение за подкрепа.
19 окт 2019

Хороскоп за Козирог

Козирог
С цената на повече труд и нерви ще свършите предвиденото за днес. Не бъркайте интуицията с желанията си, за да не объркате и посоката. Ако ви измъчват съмнения, потърсете подходящия човек, с когото можете да споделите вълненията си. Освен, че ще получите добър съвет, ще ви стане и по-леко на душата. Финансова подкрепа.
19 окт 2019

Хороскоп за Водолей

Водолей
Размишлявайки върху последните развития в делата си, ще стигате до решения за бързи действия, различни от рутинната ви работа. Към себе си се отнасяйте с внимание, определете точно какво ви пречи да сте ефективни и мислете за нещата, които трябва да подобрите, за да стане живота ви по-спокоен и приятен.
19 окт 2019

Хороскоп за Риби

Риби
С домашните задължения ще бъде запълнен деня на много от вас. Умората ще ви настигне, за това е добре да предвидите и време за отдих. Имате нужда да преосмислите случващото се от последните дни. Анализът ще ви отвори сетивата и ще ви помогне да вземете правилните решения. Любовни очаквания ще се сбъднат.
19 окт 2019
Последни новини