Учені знайшли нові бактерії, які проводять електрику наче металеві дроти

Деталі відкриття

Група вчених зробила відкриття, яке може змінити наше розуміння мікробів і їхнього потенціалу в технологіях. Знайдено нову бактерію, здатну проводити електрику як звичайний дріт. Її назвали Ca. Electrothrix yaqonensis – на честь корінного народу, що мешкає в регіоні її виявлення, повідомляє 24 Канал з посиланням на Applied and Environmental Microbiology.

Хоча провідні бактерії вже були відомі науці, Electrothrix yaqonensis демонструє унікальні характеристики. Усі ці мікроорганізми об’єднують під загальною назвою "кабельні бактерії", і більшість із них належать до двох ще не повністю класифікованих родів – Ca. Electrothrix та Ca. Electronema. Вони живуть в осадових середовищах і формують довгі ланцюги, через які передають електрони від однієї клітини до іншої. Така структура дозволяє мікробам розподіляти метаболічні функції між окремими ділянками колонії в умовах, де рівень кисню сильно варіюється.

Проте Ca. Electrothrix yaqonensis вирізняється навіть серед своїх родичів. За словами мікробіолога Ченга Лі з Університету штату Орегон і Університету Джеймса Медісона, цей вид може бути еволюційним мостом між різними гілками Ca. Electrothrix. Він має незвичний метаболізм і унікальну структуру – зокрема, виражені поверхневі гребені, що втричі ширші за аналогічні в інших видів. Ці гребені містять провідні волокна, утворені з молекул на основі нікелю – білків, яких досі не виявляли в інших мікроорганізмів.

Одна нитка кабельної бактерії Ca. Electrothrix yaqonensis / Фото Oregon State University

Дослідженням нового виду керував мікробіолог Анвар Хіралал з Університету Антверпена. Команда вивчала бактерію за допомогою генетичного аналізу, спектроскопії, електричних вимірювань і мікроскопії. Результати засвідчили як морфологічні відмінності від інших кабельних бактерій, так і генетичну схожість із представниками обох родів.

Серед найцікавіших особливостей – здатність бактерії виділяти позаклітинну оболонку, коли вона формує довгі електропровідні нитки. Ці нитки дозволяють здійснювати відновлювально-окислювальні реакції на значних відстанях – іноді до кількох сантиметрів. Клітини, що перебувають у глибших шарах осаду, де немає кисню, отримують енергію шляхом обробки сульфідів. У процесі вони генерують електрони, які транспортують до верхніх шарів, багатих на кисень або нітрати, де інші клітини завершують цикл.

Вчені вважають, що ця здатність до передачі електронів може мати практичне застосування:

• Зокрема, йдеться про очищення довкілля від забруднювачів – бактерії можуть використовувати електронний транспорт для нейтралізації шкідливих речовин.
• А білки з високою провідністю, що виробляються Ca. Electrothrix yaqonensis, можуть лягти в основу нових технологій у сфері біоелектроніки.

Подальші дослідження допоможуть точніше визначити місце нового виду в еволюційному дереві кабельних бактерій. Як зазначають автори наукової роботи, особливості цього метаболізму свідчать про те, що різноманітність функцій і середовищ проживання кабельних бактерій значно більша, ніж вважалося раніше.