Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Category:

Микробы, питающиеся электричеством, могут помочь связывать углекислый газ и хранить энергию

Новое исследование Университета Вашингтона в Сент-Луисе объясняет клеточные процессы, позволяющие микробам «питаться» электричеством. Эти микробы поглощают электроны, чтобы связывать углекислый газ, способствующий их росту.

Микробы, питающиеся электричеством, могут помочь связывать углекислый газ и хранить энергию

Группа под руководством Арпиты Босе (Arpita Bose) и Майкла Гузмана (Michael Guzman) из лаборатории Университета Вашингтона, показала, каким образом естественный штамм Rhodopseudomonas palustris поглощает электроны из проводников, таких как оксиды металлов, в частности ржавчина.



Исследование основывается на предыдущем открытии группы Босе, о том, что R. palustris может потреблять электроны из ржавых металлических материалов, например электродов, процесс называется внеклеточным переносом электронов (клетка не поглощает материал, а забирает из него только электроны). Бактерия R. palustris является фототрофной, это означает, что она использует энергию света для осуществления некоторых процессов в обмене веществ. Новое исследование раскрывает клеточные процессы, в которых бактерия утилизует полученные электроны.

«Это первое наглядное доказательство того, что способность организма питаться электричеством связана со связыванием углекислого газа», — говорит Босе, давно изучающая микробный метаболизм и его влияние на биогеохимические процессы.

Эти знания могут помочь в попытках использовать естественную способность микробов хранить энергию, а также для других биоэнергетических применений.

«Штаммы R. palustris можно найти даже в диких и заброшенных местах, — говорит Босе. — На самом деле, эти организмы можно найти повсюду. Это говорит о том, что поглощение электронов может быть очень распространённым явлением».

Гузман добавляет: «Главная проблема заключается в том, что это анаэробный микроб. Его надо выращивать в среде, где нет кислорода, чтобы он мог брать энергию от света. Но с другой стороны, это способствует такому приспособлению организма, которого нет у других».

В новой работе, опубликованной в Nature Communications, исследователи показали, что электроны входят в белки в мембране, что важно для фотосинтеза. Что интересно, когда учёные удалили у микроба способность связывать углекислый газ, они заметили 90-процентное снижение его способности поглощать электроэнергию.

«Он стремится связать углекислый газ с помощью такой системы, — говорит Босе. — Если у него исключить эту врождённую способность, он не будет поглощать электроны вообще». По её словам, эта реакция в какой-то мере похожа на то, что происходит в аккумуляторе.

«Микроб использует электричество для зарядки своего окислительно-восстановительного потенциала, накапливая электроны, — говорит Босе. — Для его разрядки клетка уменьшает количество углекислого газа. Энергию для этого она берёт от солнечного света. Весь процесс повторяется, позволяя клетке производить биомолекулы, используя только электричество, углекислый газ и солнечный свет».

Исследование открывает возможности для будущего применения биоэнергии.

«Давно известно, что микробы могут взаимодействовать с аналогами электродов в окружающей среде, то есть, минералами, которые тоже заряжены, — говорит Гузман. — Но никто не пытался выяснить, как этот процесс совершают фотоавтотрофы, такие типы организмов, которые связывают свой углерод и используют свет для производства энергии».

Лаборатория Босе работает над использованием этих микробов для производства биопластика и биотоплива.

«Мы надеемся, что возможность объединить электричество и свет для снижения выбросов углекислого газа, может быть использована для поиска путей выхода из энергетического кризиса», — говорит Босе.

Подготовка материала: Лина Медведева





Ссылка на источник

Tags: бактерии, биология, биотехнология, исследования, метаболизм, энергия
Subscribe

Recent Posts from This Journal

promo alev_biz 19:13, yesterday 1
Buy for 20 tokens
Конспирологические теории давно вышли за пределы камерных форумов в Сети и разговоров на кухнях – сегодня о них можно прочитать в газетах и услышать по ТВ. Их сторонники считают, что Земля плоская, первые лица государств – инопланетяне-рептилоиды, а ВИЧ выдумали фармакологические…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments