Znanstvenici otkrivaju da su stotine crijevnih bakterija električne
Novo istraživanje otkriva iznenađujuću činjenicu o brojnim vrstama crijevnih bakterija: one mogu generirati električnu energiju.
Elektrogene bakterije su one koje su sposobne proizvesti određenu količinu električne energije.
Iz tog razloga, trajna istraživanja istražuju načine za upotrebu tih mikroorganizama za razvoj alternativnih, održivijih uređaja sličnih baterijama.
Do sada su pronađene elektrogene bakterije u prilično specifičnim prirodnim okruženjima, poput sedimenata različitih vodenih tijela.
Ta su okruženja obično anaerobna, što znači da ne sadrže slobodan kisik. Sad su prvi put istraživači sa Sveučilišta Kalifornija u Berkeleyu otkrili da je stotinu različitih bakterija u ljudskom crijevu također elektrogenih.
Uključuju mnoge vrste bakterija, od patogenih koje su sposobne uzrokovati bolest, do probiotičkih bakterija koje promiču zdravlje crijeva. Ipak, ove crijevne bakterije proizvode električnu energiju koristeći drugačiji mehanizam od onog koji koriste poznate elektrogene bakterije iz drugih okolina.
Istraživači - predvođeni prof. Danom Portnoyem - izvijestili su o svom važnom otkriću u studijskom radu koji se pojavljuje u časopisu Priroda.
Iznenađujuće otkriće
Profesor Portnoy i tim objašnjavaju da neke od niti bakterija koje stvaraju električnu energiju, a koje su sada identificirali, uključuju Listeria monocytogenes (česti krivac u slučajevima proljeva), Clostridium perfringens (što uzrokuje gangrenu), i Enterococcus faecalis (patogen koji se ponekad stiče tijekom boravka u bolnici).
Međutim, brojne druge bakterije u crijevima koje proizvode električnu energiju su benigne. Istraživači primjećuju da su neki od njih probiotici, dok su drugi, poput Laktobacili sojevi, igraju ulogu u fermentaciji.
"Činjenica da je toliko mnogo grešaka koje su u interakciji s ljudima, bilo kao patogeni ili u probioticima ili u našoj mikrobioti ili sudjeluju u fermentaciji ljudskih proizvoda, elektrogenih - što je prije bilo propušteno."
Prof. Dan Portnoy
To bi, dodao je, "moglo puno toga reći o tome kako nas ove bakterije zaraze ili nam pomoći da imamo zdrava crijeva."
Također, znanstvenici očekuju da bi njihovo neočekivano otkriće moglo biti korisno i u budućim projektima kojima je cilj stvaranje mikrobnih gorivnih ćelija, inovativne strategije za proizvodnju obnovljive energije.
Istraživači objašnjavaju da bakterije stvaraju električnu energiju kao dio svog metabolizma, u procesu koji uspoređuju s disanjem.
Međutim, dok organizmi poput biljaka i životinja, koji žive u okolišu bogatom kisikom, koriste kisik kako bi im pomogli u metabolizmu, bakterije koje borave u anaerobnom okruženju moraju koristiti druge kemijske elemente.
Dakle, bakterije koje se nalaze na dnu jezera obično koriste mineral, poput željeza ili mangana, tijekom svog složenog metaboličkog procesa, stvarajući tako električnu energiju.
Crijevne bakterije: elektrogene jer je to "lako?"
Međutim, čini se da elektrogene bakterije pronađene u crijevima imaju jednostavniji postupak stvaranja električne energije i koriste organski spoj poznat kao flavin, koji je derivat vitamina B-2.
"Čini se da stanična struktura ovih bakterija i bogata vitaminima ekološka niša koju zauzimaju znatno olakšavaju i isplativije prenose elektrone iz stanice", objašnjava autor prve studije Sam Light.
"Stoga", kaže on, "mislimo da konvencionalno proučavane bakterije koje respiraju minerale koriste izvanstanični prijenos elektrona jer je to presudno za preživljavanje, dok ih ove novoidentificirane bakterije koriste jer je to" lako "."
U suradnji sa stručnjacima iz Nacionalnog laboratorija Lawrence Berkeley sa Sveučilišta u Kaliforniji, Light i kolege proveli su daljnja ispitivanja kako bi vidjeli koliko električne energije ove crijevne bakterije mogu proizvesti.
Otkrili su da crijevne bakterije generiraju gotovo isto toliko električne energije kao i ostale elektrogene bakterije: do 100 000 elektrona u sekundi po stanici.
Posebno su bili iznenađeni kad su to otkrili Lactobacillus - bakterijski pramen koji igra ulogu u fermentaciji i koristi se za proizvodnju sira, jogurta i kiselog kupusa - ima elektrogena svojstva.
Sada se Light i kolege pitaju jesu li ta svojstva uopće relevantna za taj okus Lactobacillus stvara u prehrambenim proizvodima dobivenim fermentacijom.
"Ovo je cijeli veliki dio fiziologije bakterija za koje ljudi nisu znali da postoje", zaključuje Light, "i kojima bi se moglo potencijalno manipulirati."
