Биологи нашли способ включать и выключать «электронное дыхание» глубоководных бактерий

Глубоко под морским дном крохотные бактерии «выдыхают» электричество через длинные тонкие трубки, и теперь ученые обнаружили, как регулировать этот процесс.

Почти все живые существа дышат кислородом, чтобы избавиться от лишних электронов при преобразовании питательных веществ в энергию. Однако, не имея доступа к кислороду, почвенные бактерии, живущие глубоко под океаном или похороненные под землей на протяжении миллиардов лет, разработали уникальный способ дышать. Например, бактерии, которые принадлежат к роду Geobacter. Их можно найти по всему миру. Они находятся глубоко под землей в почвах, полностью лишенных кислорода. Люди полагаются на него, чтобы преобразовывать пищу в полезную энергию и поглощать электроны, оставшиеся от этого метаболического процесса. Если оставшиеся электроны накапливаются, они быстро станут токсичными для организма.

Так же, как и люди, микробы Geobacter генерируют ненужные электроны во время метаболизма, но у них нет доступа к кислороду, как у человека. Чтобы избавиться от лишних электронов, бактерии покрывают себя тонкими проводящими нитями — нанопроволокой. Они переносят электроны от одних бактерий к другим, или минералам в окружающей среде, таким, как оксид железа.

Эти тонкие нанопроволоки в 100 000 раз меньше ширины человеческого волоса и переносят электроны на огромные расстояния, в сотни и тысячи раз превышающие длину тела исходной бактерии.

«Я не могу дышать кислородом, который находится на расстоянии 100 метров от меня, — заявил Нихил Мальванкар, доцент кафедры молекулярной биофизики и биохимии в Йельском университете. — Каким-то образом бактерии используют эти нанопровода как трубку, которая в 100 раз больше их размера, чтобы дышать на таких больших расстояниях». Этот впечатляющий подвиг генерирует электрический ток, поскольку электроны непрерывно проходят через длинные нанопроволоки.

Хотя ученые обнаружили эти нанопроволоки еще в начале 2000-х годов, Мальванкар и его коллеги только недавно выяснили, из чего на самом деле сделаны сотовые трубки. В недавнем исследовании команда ученых внимательнее изучила структуру пилей, предварительно удалив гены нанопроволок у выращенной в лаборатории бактерии Geobacter Sulfurreducens. С помощью криоэлектронной микроскопии ученые обнаружили два разных белка — PilA-N и PilA-C — в каждой нити. Раньше о такой конструкции никто не подозревал. Этот двухпозиционный переключатель позволит ученым контролировать работу и дыхание бактерий. 

По словам авторов, понимание того, как бактерии создают нанопровода, позволит ученым настроить бактерии для выполнения множества функций — от борьбы с патогенными инфекциями или биологически опасными отходами до создания живых электрических цепей. Это также поможет ученым, стремящимся использовать бактерии для выработки электроэнергии, создания биотоплива и даже разработки самовосстанавливающейся электроники.


Читать далее

Посмотрите на тяжелый ударный беспилотник, который несет оружие весом в тонну

Ученые три года не могут поймать лиса Рэмбо. Он мешает выпустить в лес редких животных

Космический корабль в несколько километров: все, что известно о новом проекте Китая

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Альтернативу Apple Pay для iPhone тестируют в России: как она работает
Новости
Сверхзвуковой «Конкорд» возвращается: почему в США поменяли мнение о самолете
Новости
Mars Orbiter теперь «стоит на голове»: зачем это нужно НАСА
Космос
В Москве дожди, а в пустыне — выпал снег: посмотрите на редкое явление из космоса
Космос
Обнаружено самое далекое мини-гало: радиосигнал прошел 10 млрд световых лет
Космос
Товары для взрослых начнут продавать онлайн по биометрии
Новости
Две трети абитуриентов выбирают ИИ как приоритетное ИТ-направление
Наука
Тираннозавр был не таким, как в фильмах, рассказывает палеонтолог
Наука
Google запустил ИИ-приложение для виртуальной примерки одежды
Новости
В России создали ИИ для защиты памятников от разрушения при строительстве
Новости
Галактику Андромеды показали такой, какой ее еще не видели
Космос
Минспорт требует от киберспортсменов бег и отжимания: новый стандарт вызвал споры
Новости
AAEON выпустила самый компактный одноплатный компьютер с чипами Intel Core 13-го поколения
Наука
Этот паразит годами незаметно поедает мозг: названы главные признаки
Наука
Посмотрите на редкое фото Сатурна: это затмение не увидеть еще 15 лет
Космос
Старые смартфоны превратили в подводные центры обработки данных
Новости
Телескоп в Антарктиде зафиксировал первый свет Вселенной с рекордной точностью
Космос
Орангутаны тоже спят сиесту: днем приматы компенсируют ночной недосып
Наука
Искусственный интеллект науился писать код для компьютерных чипов
Новости
Кофеин активирует механизм, который замедляет старение в клетках
Наука