Mokslininkai pastebi, kad šimtai žarnyno bakterijų yra elektrinės
Nauji tyrimai atskleidžia stebėtiną faktą apie daugybę žarnyno bakterijų rūšių: jos gali gaminti elektrą.
Elektrogeninės bakterijos yra tos, kurios sugeba pagaminti tam tikrą kiekį elektros energijos.
Dėl šios priežasties vykstantys tyrimai ieško būdų, kaip panaudoti šiuos mikroorganizmus kuriant alternatyvius, tvaresnius į baterijas panašius įrenginius.
Iki šiol elektrogeninės bakterijos buvo rastos gana specifinėje natūralioje aplinkoje, pavyzdžiui, įvairių vandens telkinių nuosėdose.
Ši aplinka paprastai yra anaerobinė, tai reiškia, kad joje nėra laisvo deguonies. Dabar Kalifornijos universiteto (Berkeley) mokslininkai pirmą kartą nustatė, kad šimtas skirtingų bakterijų žmogaus žarnyne taip pat yra elektrogeniškos.
Tai apima daugybę bakterijų rūšių, pradedant patogeninėmis, galinčiomis sukelti ligas, ir baigiant probiotinėmis bakterijomis, kurios skatina žarnyno sveikatą. Tačiau šios žarnyno bakterijos gamina elektrą naudodamos kitokį mechanizmą, nei naudoja žinomos elektrogeninės bakterijos iš kitų aplinkų.
Tyrėjai, vadovaujami prof. Dano Portnoy, praneša apie savo svarbų atradimą žurnale pasirodžiusiame tyrime Gamta.
Stebinantis atradimas
Prof. Portnoy ir komanda paaiškina, kad kai kurios iš jų dabar nustatytų elektrą gaminančių bakterijų grandinių yra Listeria monocytogenes (dažnas kaltininkas viduriuojant), Clostridium perfringens (kas sukelia gangreną), ir Enterococcus faecalis (ligos sukėlėjas, kartais įgytas buvimo ligoninėje metu).
Tačiau daugelis kitų žarnyne elektrą gaminančių bakterijų yra gerybinės. Kai kurie iš jų yra probiotikai, pastebi mokslininkai, o kiti, pavyzdžiui, Laktobacilos padermės, vaidina fermentacijos vaidmenį.
„Faktas, kad tiek daug klaidų, kurios sąveikauja su žmonėmis, kaip patogenai, probiotikai, mūsų mikrobiota arba susijusios su žmogaus produktų fermentavimu, yra elektrogeniškos - to jau nebuvo.“
Prof. Danas Portnoy
Tai, priduria jis, „galėtų mums daug pasakyti apie tai, kaip šios bakterijos mus užkrėsta arba gali padėti sveikai žarnynui“.
Be to, mokslininkai tikisi, kad jų netikėta išvada taip pat gali būti naudinga būsimuose projektuose, kurių tikslas - sukurti mikrobų kuro elementą - novatorišką atsinaujinančios energijos gamybos strategiją.
Mokslininkai paaiškina, kad bakterijos gamina elektrą kaip dalį metabolizmo - procesą, kurį jos lygina su kvėpavimu.
Tačiau nors organizmai, pavyzdžiui, augalai ir gyvūnai, gyvenantys daug deguonies turinčioje aplinkoje, deguonį naudoja medžiagų apykaitai palengvinti, anaerobinėje aplinkoje esančios bakterijos turi naudoti kitus cheminius elementus.
Taigi bakterijos, gyvenančios ežerų dugne, sudėtingo medžiagų apykaitos proceso metu paprastai naudoja mineralą, pvz., Geležį ar manganą, taip generuodamos elektrą.
Žarnyno bakterijos: elektrogeniškos, nes tai „lengva?“
Tačiau atrodo, kad žarnyne randamos elektrogeninės bakterijos yra paprasčiau gaminančios elektrą, ir joms naudojamas organinis junginys, žinomas kaip flavinas, kuris yra vitamino B-2 darinys.
„Panašu, kad šių bakterijų ląstelių struktūra ir jų užimta daug vitaminų turinti ekologinė niša žymiai palengvina ir ekonomiškesnį elektronų perkėlimą iš ląstelės“, - aiškina pirmojo tyrimo autorius Samas Lightas.
"Taigi, - sako jis, - mes manome, kad įprastai ištirtos mineralus kvėpuojančios bakterijos naudoja tarpląstelinį elektronų perdavimą, nes tai yra gyvybiškai svarbu, o šios naujai nustatytos bakterijos jį naudoja, nes tai yra" lengva "."
Bendradarbiaudamas su Kalifornijos universiteto Lawrence Berkeley nacionalinės laboratorijos ekspertais, Light ir jo kolegos atliko tolesnius tyrimus, norėdami sužinoti, kiek elektros gali pagaminti šios žarnyno bakterijos.
Jie nustatė, kad žarnyno bakterijos generuoja beveik tiek pat elektros energijos, kaip ir kitos elektrogeninės bakterijos: iki 100 000 elektronų per sekundę ląstelėje.
Visų pirma, jie nustebo tai radę Lactobacillus - bakterinė grandinė, atliekanti fermentacijos vaidmenį ir naudojama sūriui, jogurtui ir raugintiems kopūstams gaminti - pasižymi elektrogeninėmis savybėmis.
Dabar „Light“ ir jo kolegos domisi, ar šios savybės apskritai susijusios su skoniu Lactobacillus maisto produktuose sukuria fermentacijos būdu.
"Tai yra didelė bakterijų fiziologijos dalis, kurios žmonės nesuvokė, kad egzistuoja", - daro išvadą Šviesa, "ir kuria galima potencialiai manipuliuoti".
