Ново изследване разкрива изненадващ факт за множество видове чревни бактерии: те могат да генерират електричество.
Електрогенните бактерии са тези, които са в състояние да произвеждат определено количество електричество.
Поради тази причина непрекъснатите изследвания търсят начини за използване на тези микроорганизми за разработване на алтернативни, по-устойчиви устройства, подобни на батерии.
Досега са открити електрогенни бактерии в доста специфична природна среда, като утайките на различни водни тела.
Тези среди обикновено са анаеробни, което означава, че те не съдържат свободен кислород. За първи път изследователи от Калифорнийския университет в Бъркли откриха, че стотици различни бактерии в човешките черва също са електрогенни.
Те включват много видове бактерии, от патогенни, които са способни да причинят заболяване, до пробиотични бактерии, които насърчават здравето на червата. И все пак тези чревни бактерии произвеждат електричество, използвайки различен механизъм от този, използван от познатите електрогенни бактерии от друга среда.
Изследователите - водени от проф. Дан Портной - съобщават за своето важно откритие в изследване, което се появява в списанието Природата.
Изненадващо откритие
Проф. Портной и екипът му обясняват, че някои от направленията на генериращите електричество бактерии, които сега са идентифицирали, включват Listeria monocytogenes (често срещан виновник в случаите на диария), Clostridium perfringens (което причинява гангрена), и Enterococcus faecalis (патоген, понякога придобит по време на болничен престой).
Въпреки това, много други бактерии, произвеждащи електричество в червата, са доброкачествени. Някои от тях са пробиотици, наблюдават изследователите, докато други, като например Лактобацили щамове, играят роля във ферментацията.
„Фактът, че толкова много бъгове, които взаимодействат с хората, било като патогени или като пробиотици или в нашата микробиота или участващи във ферментацията на човешки продукти, са електрогенни - това е било пропускано преди.“
Проф. Дан Портной
Това, добавя той, „може да ни разкаже много за това как тези бактерии ни заразяват или да ни помогне да имаме здрави черва“.
Също така учените очакват, че тяхната неочаквана констатация може да бъде полезна и в бъдещи проекти, които имат за цел да създадат микробна горивна клетка, иновативна стратегия за генериране на възобновяема енергия.
Изследователите обясняват, че бактериите генерират електричество като част от своя метаболизъм, в процес, който сравняват с дишането.
Въпреки това, докато организми като растения и животни, които живеят в богата на кислород среда, използват кислород, за да им подпомогнат метаболизма, бактериите, които живеят в анаеробна среда, трябва да използват други химични елементи.
Така че бактериите, които се намират на дъното на езерата, обикновено използват минерал, като желязо или манган, по време на сложния си метаболитен процес, като по този начин генерират електричество.
Чревни бактерии: Електрогенни, защото е ‘лесно?’
Въпреки това електрогенните бактерии, открити в червата, изглежда имат по-опростен процес на генериране на електричество и те използват органично съединение, известно като флавин, което е производно на витамин В-2.
„Изглежда, че клетъчната структура на тези бактерии и богатата на витамини екологична ниша, която заемат, значително улеснява и рентабилно прехвърлянето на електрони от клетката“, обяснява авторът на първото изследване Сам Лайт.
"По този начин", казва той, "ние смятаме, че конвенционално изследваните минерално-респириращи бактерии използват извънклетъчен електронен трансфер, защото е от решаващо значение за оцеляването, докато тези новоидентифицирани бактерии го използват, защото е" лесно "."
В сътрудничество с експерти от Националната лаборатория "Лорънс Бъркли" в Калифорнийския университет Лайт и колегите му проведоха допълнителни тестове, за да видят колко електричество могат да произведат тези чревни бактерии.
Те открили, че чревните бактерии генерират почти толкова електричество, колкото другите електрогенни бактерии: до 100 000 електрона в секунда на клетка.
По-специално те бяха изненадани да открият това Лактобацилус - бактериална верига, която играе роля във ферментацията и се използва за приготвяне на сирене, кисело мляко и кисело зеле - има електрогенни свойства.
Сега Light и колегите се чудят дали тези свойства изобщо имат отношение към вкуса Лактобацилус създава в хранителните продукти, получени чрез ферментация.
„Това е цяла голяма част от физиологията на бактериите, която хората не са осъзнавали, че съществува“, заключава Лайт, „и която би могла да бъде манипулирана.“