Vedci zisťujú, že stovky črevných baktérií sú elektrické
Nový výskum odhaľuje prekvapujúcu skutočnosť o mnohých druhoch črevných baktérií: môžu vyrábať elektrinu.
Elektrogénne baktérie sú tie, ktoré sú schopné produkovať určité množstvo elektriny.
Z tohto dôvodu sa prebiehajúci výskum zameriava na spôsoby, ako využiť tieto mikroorganizmy na vývoj alternatívnych a udržateľnejších zariadení podobných batériám.
Elektrogénne baktérie sa doteraz našli v pomerne špecifických prírodných prostrediach, ako sú sedimenty rôznych vodných plôch.
Tieto prostredia sú zvyčajne anaeróbne, čo znamená, že neobsahujú voľný kyslík. Vedci z Kalifornskej univerzity v Berkeley vôbec prvýkrát zistili, že stovky rôznych baktérií v ľudskom čreve sú tiež elektrogénne.
Patrí sem veľa druhov baktérií, od patogénnych, ktoré sú schopné spôsobiť ochorenie, až po probiotické baktérie, ktoré podporujú zdravie čriev. Napriek tomu tieto črevné baktérie vyrábajú elektrinu pomocou iného mechanizmu, ako používajú známe elektrogénne baktérie z iných prostredí.
Vedci pod vedením profesora Dana Portnoya informujú o svojom dôležitom objave v štúdii, ktorá sa objavuje v časopise Príroda.
Prekvapivý objav
Profesor Portnoy a tím vysvetľujú, že medzi ne patria aj niektoré reťazce baktérií generujúcich elektrinu, ktoré teraz identifikovali Listeria monocytogenes (častý vinník v prípade hnačiek), Clostridium perfringens (ktorý spôsobuje gangrénu) a Enterococcus faecalis (patogén sa niekedy získa počas pobytu v nemocnici).
Mnoho ďalších baktérií produkujúcich elektrinu v čreve je však benígnych. Vedci tvrdia, že niektoré z nich sú probiotiká, zatiaľ čo iné ako napr Laktobacily kmene, zohrávajú úlohu pri fermentácii.
"Skutočnosť, že toľko chrobákov, ktoré interagujú s ľuďmi, či už ako patogény alebo probiotiká alebo v našej mikrobiote, alebo sa podieľajú na fermentácii ľudských produktov, je elektrogénnych - to už predtým uniklo."
Prof. Dan Portnoy
Dodáva, že „by nám mohli povedať veľa o tom, ako nás tieto baktérie infikujú, alebo nám pomôcť mať zdravé črevá.“
Vedci tiež očakávajú, že ich neočakávané zistenie môže byť užitočné aj v budúcich projektoch zameraných na vytvorenie mikrobiálneho palivového článku, čo je inovatívna stratégia na výrobu obnoviteľnej energie.
Vedci vysvetľujú, že baktérie generujú elektrinu ako súčasť svojho metabolizmu v procese, ktorý sa porovnávajú s dýchaním.
Zatiaľ čo však organizmy, ako sú rastliny a živočíchy, ktoré žijú v prostredí bohatom na kyslík, používajú kyslík na pomoc pri metabolizme, baktérie, ktoré sa nachádzajú v anaeróbnom prostredí, musia používať iné chemické prvky.
Takže baktérie, ktoré sa nachádzajú na dne jazier, zvyčajne používajú minerál, ako je železo alebo mangán, počas komplexného metabolického procesu, čím vytvárajú elektrickú energiu.
Črevné baktérie: Elektrogénne, pretože je to „ľahké?“
Zdá sa však, že elektrogénne baktérie nachádzajúce sa v čreve majú jednoduchší proces generovania elektriny a používajú organickú zlúčeninu známu ako flavín, ktorá je derivátom vitamínu B-2.
"Zdá sa, že bunková štruktúra týchto baktérií a na vitamíny bohaté na ekologické prostredie, ktoré obsadzujú, výrazne uľahčujú a znižujú náklady na prenos elektrónov z bunky," vysvetľuje autor prvej štúdie Sam Light.
„Teda,“ hovorí, „si myslíme, že konvenčne študované minerálne respiračné baktérie používajú prenos extracelulárnych elektrónov, pretože je to nevyhnutné pre prežitie, zatiaľ čo tieto novo identifikované baktérie ho používajú, pretože je to„ ľahké “.“
V spolupráci s odborníkmi z Národného laboratória Lawrencea Berkeleyho na Kalifornskej univerzite Light a kolegovia vykonali ďalšie testy, aby zistili, koľko elektriny sú tieto črevné baktérie schopné vyrobiť.
Zistili, že črevné baktérie generujú takmer toľko elektriny ako iné elektrogénne baktérie: až 100 000 elektrónov za sekundu na článok.
Najmä boli prekvapení, keď to zistili Lactobacillus - bakteriálny reťazec, ktorý zohráva úlohu pri fermentácii a používa sa na výrobu syra, jogurtu a kyslej kapusty - má elektrogénne vlastnosti.
Light a jeho kolegovia sa teraz pýtajú, či sú tieto vlastnosti vôbec relevantné pre ich chuť Lactobacillus sa vytvára v potravinách získaných fermentáciou.
"Toto je celá veľká časť fyziológie baktérií, o ktorej si ľudia neuvedomovali, že existuje," uzatvára Light, "a ktorá by sa dala potenciálne zmanipulovať."
