Бактерии могут обмениваться электроэнергией для совместного питания

© Фото: Public Domain

Ученые продемонстрировали прямую передачу электроэнергии по «нанопроводам» между двумя видами бактерий, необходимую для переработки питательных веществ. Схема может быть использована для производства биотоплива и изучения механизма работы лекарств, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Science.

Перенос электроэнергии между бактериями был известен учеными и раньше, однако до сих пор считалось, что он происходит через частицу-посредник – протон Н+, переходящий через жидкую среду, в которой обитают организмы, от одной клетки к другой.

Команда Дерека Лавли (Derek Lovley) из Массачусетского университета в Амресте (США) продемонстрировала новый, ранее неизвестный, способ передачи электричества между бактериями. Он осуществляется за счет так называемых электропроводящих нановолокон – белковых жгутиков, соединяющих разные виды бактерий между собой и служащих проводниками электричества.

«Они могут просто подключаться друг к другу, это одна из наиболее удивительных вещей, которые мне, как микробиологу, когда-либо приходилось наблюдать», – сказал Лавли в интервью интернет-изданию New Scientist.

В своей работе команда ученых использовала два вида бактерий – Geobacter metallireducens и Geobacter sulfurreducens. Первый вид может перерабатывать этиловый спирт в энергию, однако побочным продуктом этого процесса являются высвобождающиеся электроны, которые бактерии нужно куда-то «слить». Второй вид перерабатывать этанол не может, однако способен использовать внешние электроны для собственных нужд.

Ученые ожидали, что перенос электронов между культурами этих бактерий, помещенных в лабораторных условиях совместно в питательную среду, будет происходить за счет транспорта протонов.

Однако взаимодействие бактерий происходило изначально очень медленно с низким поглощением и переработкой этанола. Впрочем, за несколько месяцев совместной эволюции бактерии сумели образовать сообщества – шарообразные колонии, содержащие представителей обоих видов, окрашенные в красный цвет. При этом потребление этанола бактериями резко возросло.

Красный цвет колоний был обусловлен образованием белка цитохрома, который производят оба вида бактерий.

Генетически заблокировав работу механизмов, позволяющих бактериям передавать электричество в форме частиц посредников – протонов, ученые обнаружили, что бактерии все равно обладают возможностью образовывать колонии и перерабатывать этанол.

Как выяснилось позднее, способность видов совместно перерабатывать питательные вещества зависит от их способности «выращивать» провода из электропроводящего белка цитохрома, которыми они соединяются друг с другом и совместно выполняют работу по разложению этанола.

Эксперты, мнение которых приводит New Scientist, полагают, что такие связи между клетками могут существовать и в человеческом организме, что может быть использовано для изучения болезней и разработки новых типов лекарств.

«Электрический» же симбиоз бактерий может лечь в основу новых методов получения биотоплива из бросовой биомассы с помощью микроорганизмов.

МОСКВА, 3 дек – РИА Новости.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (3 votes)
Источник(и):

Rian.ru