Egy lépéssel közelebb az elektromos baktériumok megértéséhez

A szakértők kiderítették, hogy a táplálkozás során áramot termelő baktériumok nem egyszerű bakteriális fonalak révén végzik el munkájukat, hanem a nyúlványok valójában a külső membrán anyagából épülnek fel.

Egy lépéssel közelebb az elektromos baktériumok megértéséhez

A szakértők immár tíz éve tanulmányozzák azon elektromos baktériumoknak nevezett életformákat, amelyek fémeket bontanak le, és szabad elektronokat választanak ki melléktermékként, tehát anyagcseréjük során gyakorlatilag áramot termelnek. A szakértők hosszú ideig úgy vélték, hogy azok a bakteriális nanodrótok, amelyeken keresztül ez a folyamat megvalósul, semmiben sem különböznek a mikrobák sokaságának felszínét borító fonalaktól, az úgynevezett pilusoktól. A Dél-Kaliforniai Egyetem kutatói azonban nemrégiben érdekes felfedezést tettek: úgy tűnik, hogy a korábban egyszerű fonalaknak hitt struktúrák valójában a mikroba külső membránjának nyúlványai, amelyek elektronszállításra alkalmas fehérjékben különösen gazdagok.

Moh El-Naggar, a kutatás vezetője elmondása szerint a nyúlványok első pillantásra valóban hasonlítanak a pilusokra, összetételük és szerkezetük vizsgálata azonban feltárta, hogy másról van szó. „Sosem voltam boldogabb attól, hogy tévedtem. A tényleges megoldás tulajdonképpen sokkal izgalmasabb mód a baktérium energiaellátásának biztosítására, mint valaha is gondoltuk volna” – mondja a szakértő.

A rejtély megoldásához első lépésben a Shewanella oneidensis nevű baktérium génjeinek kifejeződését vizsgálták. Ennek során kiderült, hogy a nanodrótok formálódásának idején fokozódik az elektronszállító fehérjéket kódoló gének aktivitása, a pilusokat létrehozó gének kifejeződése ugyanakkor nem változik számottevően. Annyi tehát már ebből a vizsgálatból is kiderült, hogy a nanodrótok nem lehetnek pilusok, tehát már csak azt kellett kideríteni, hogy akkor viszont micsodák.

A megoldás megtalálásához létfontosságú volt Sahand Pirbadian doktorandusz ötlete. Lényegileg arról van szó, hogy a baktériumokat oxigénszegény környezetbe helyezték, és ezzel rávették őket arra, hogy nanodrótjaikkal távolra nyúljanak ki. Előzőleg megfestették a bakteriális sejt különböző komponenseit, pontosabban az ezeket felépítő specifikus fehérjéket, így a folyamat során a szakértők képesek voltak megfigyelni, hogy valóban a membrán anyagából épülnek fel a nanodrótok.

„A sejt gyakorlatilag egy kicsit átalakítja saját alakját: külső membránjából helyenként hosszú, csőszerű nyúlványokat formál” – mondja El-Naggar. A folyamat megfigyelése persze nem volt ennyire egyszerű, hiszen a baktérium nanodrótjainak előcsalogatásához, és ennek filmre viteléhez is több éves előkészületre volt szükség, végül azonban sikerrel jártak a kutatók.

A nanodrótok működésének megértése nagyon fontos szerephez juthat az elektromos baktériumok evolúciójának felderítésénél, illetve gyakorlati felhasználásuk során is. Sokan úgy vélik, hogy ezek az apró mikrobák nyithatják meg az utat a kevert, biológiai-szintetikus elektromos rendszerek megvalósulása felé.

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward