Некоторые бактерии, такие как Listeria monocytogenes, могут вырабатывать электричество. Эти бактерии переносят электроны через клеточную стенку в окружающие среды, используя молекулы флавина (показаны желтым цветом).
В вашем желудке могут быть не только бабочки, но и искры в кишечнике.
Согласно данным нового исследования, опубликованного в среду (12 сентября) в журнале Nature, некоторые типы бактерий, которые либо обычно потребляются, либо уже найдены в наших кишках, могут создавать электричество.
Электрогенерирующие или «электрогенные» бактерии не являются чем-то новым - их можно найти в местах, далеких от нас, например, на дне озер.
Но до сих пор ученые не подозревали, что бактерии, обнаруженные в разлагающихся растениях или у млекопитающих, особенно сельскохозяйственных животных, также могут вырабатывать электричество.
В лаборатории Портной и его команда сначала выращивали партию Listeria monocytogenes, вида бактерий, которую мы часто употребляем, что иногда вызывает инфекцию, называемую листериозом. Согласно данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, этот тип пищевого отравления наиболее опасен для людей с ослабленной иммунной системой, беременных женщин (это может вызвать выкидыши), новорожденных и пожилых людей.
Поместив бактерии в электрохимическую камеру и захватив полученные электроны проволокой или электродом, команда обнаружила, что эти пищевые бактерии создали электрический ток.
Почему шок?
Существует несколько причин, по которым некоторые бактерии генерируют электричество, например, для удаления электронов, вырабатываемых метаболизмом, согласно заявлению. Но главная цель - создать энергию.
Но у Listeria monocytogenes есть «другие способы генерации энергии», например, с использованием кислорода, сказал ведущий автор Сэм Света. Этот процесс производства электроэнергии - «вероятно, резервная система, которую они используют при определенных условиях». Например, они могут развертывать его в условиях низкого кислорода в кишечнике.
Энергогенерирующие бактерии
Как только они узнали, какие гены отвечают за выработку электроэнергии, команда дополнительно определила сотни других микробов, которые генерируют электроэнергию, используя этот более простой процесс - некоторые из них обычно находятся в кишечнике, в то время как другие важны при ферментации йогурта или в качестве пробиотиков.
В комментарии, опубликованном в Nature в тот же день, микробиологи Университета штата Иллинойс, Лати Кахон и Нэнси Фрейтаг, которые не участвовали в исследовании, писали: «Это потрясение для системы, чтобы считать, что микробы могут жить высоко заряженными жизнями. Знания этого нового электрогенерирующего пути «могут создать возможности для разработки основанных на бактериях энергосберегающих технологий», - пишут исследователи.
Уже предпринимаются усилия по созданию микробных топливных элементов или батарей, которые используют бактерии для выработки электроэнергии с использованием органического вещества, например, в очистных сооружениях. Поскольку этот новый процесс проще, есть шанс, что он может улучшить такую технологию, но это слишком скоро, чтобы сказать наверняка, сказал Света.
Он лично больше заинтересован в понимании того, что происходит в кишечнике - какие молекулы получают электроны от бактерий и как этот процесс влияет на выживание бактерий.