Električno prevodne bakterije
ScienceDaily
2019_275_05
Raziskovalci razkrivajo neverjetne biološke “žice”, ki jih do sedaj nismo videli.
Znanstveniki so odkrili presenetljivo odkritje, kako lahko čudne bakterije, ki živijo v tleh in usedlinah, prevajajo elektriko. Bakterije to počnejo, so ugotovili raziskovalci, skozi brezhibno biološko strukturo, ki v naravi dosedaj še ni bila nikoli videna. Po tem odkritju se bodo znanstveniki lahko odločili za miniaturiziranje elektronike, za ustvarjanje močnih, a majhnih baterij, za postavitev srčnih spodbujevalnikov brez žic in za razvoj številnih drugih medicinski naprav.
Znanstveniki so verjeli, da je Geobacter sulfurreducens prevaja elektriko preko običajnih, lasastih dodatkov, imenovanih “pili”. Namesto tega so raziskovalci na Medicinski fakulteti Univerze v Virginiji in njihovi sodelavci ugotovili, da bakterije prenašajo elektriko preko brezhibno urejenih vlaken, izdelanih iz popolnoma različnih beljakovin. Te beljakovine obkrožajo jedro molekul, ki vsebujejo kovine, podobno kot električna žica vsebuje kovinske žice. Ta “nanožica” pa je 100.000-krat manjša od širine človeškega las.
Raziskovalci verjamejo, da je ta majhna, vendar urejena struktura lahko izjemno koristna za vse, od izkoriščanja moči bioenergije, do čiščenja onesnaževanja in do ustvarjanja bioloških senzorjev. Lahko bi dejansko služila kot most med elektroniko in živimi celicami.
“Obstajajo vse vrste vsajenih medicinskih pripomočkov, ki so povezani s tkivom, kot so srčni spodbujevalniki z žicami, kar bi lahko vodilo do aplikacij z miniaturnimi napravami, ki so dejansko povezane s temi beljakovinskimi filamenti,” je dejal dr. Edward H. Egelman, UVA. “Zdaj si lahko predstavljamo miniaturizacijo številnih elektronskih naprav, ki jih proizvajajo bakterije, kar je precej neverjetno.”
Majhno ampak učinkovito
Bakterije Geobacter imajo pomembno vlogo v zemlji, vključno s pospeševanjem prenosa mineralov in celo čiščenjem radioaktivnih odpadkov. Preživijo v okoljih brez kisika in uporabljajo nanožice, da se osvobodijo odvečnih elektronov, kar se lahko šteje za enakovredno dihanju. Te nanožice so navdušile znanstvenike, vendar so raziskovalci iz UVA, Yale in Kalifornijske univerze Irvine uspeli ugotoviti, kako G. sulfurreducens uporablja te organske žice za prenos električne energije.
“Tehnologija (za razumevanje nanožic) pred približno petimi leti ni obstajala. Napredek v krio-elektronski mikroskopiji je danes omogočil visoko ločljivost,” je povedal Egelman iz Oddelka za biokemijo in molekularno genetiko UVA. “Imamo enega od teh instrumentov tukaj na UVA, in zato sposobnost, da na atomski ravni dejansko razumemo strukturo teh filamentov. … Torej je to samo ena od mnogih skrivnosti, ki smo jih sedaj uspeli rešiti z uporabo te tehnologije, kot je virus, ki lahko preživi v vreli kislini, in prišle bodo tudi druge skrivnosti. ”
Ugotovil je, da lahko z razumevanjem narave, vključno z najmanjšimi organizmi, znanstveniki in proizvajalci dobijo veliko dragocenih spoznanj in koristnih idej. “Eden od primerov, ki pride na misel, je pajkova svila, ki je narejena iz beljakovin, prav tako kot te nanožice, vendar je močnejša od jekla,” je dejal. “V milijardah let evolucije je narava razvila materiale, ki imajo izredne lastnosti, in to želimo izkoristiti.”
Novico je posredovala Medicinska fakulteta Univerze v Virginiji
Povzeto po:https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190404143747.htm
