10:05
Москва
21 февраля ‘20, Пятница

Бактерии получают энергию через нанопровода

Опубликовано
Текст:
Понравилось?
Поделитесь с друзьями!

Создавая материалы с необычными свойствами, ученые нередко заимствуют идеи у самой природы. Новое исследование дает возможность создать настоящий биомиметик.

Создавая материалы с необычными свойствами, ученые нередко заимствуют идеи у самой природы. Последнее исследование, результаты которого появились в статье Electrical transport along bacterial nanowires from Shewanella oneidensis MR-1, дают ученым возможность создать новый биомиметик.

ОВР по проводам

БиомиметикаПодход к созданию технологических устройств, при котором идея и основные элементы устройства заимствуются из живой природы.
В ходе многочисленных биохимических реакций реагенты изменяют степень окисления. То есть одни участники биохимических процессов окисляются, другие – восстанавливаются. Окислительно-восстановительные реакции протекают за счет переноса электронов.

В процессе эволюции различные клетки и организмы приобрели свои собственные механизмы и способы переноса заряженных частиц. Энзимы прокариотов (безъядерных организмов) получают электроны через посредника. В качестве промежуточного акцептора-переносчика электронов бактерии используют растворенные нитраты, сульфаты и кислород. Но некоторые прокариоты (в частности, металлвосстанавливающие бактерии) в качестве акцептора электронов используют Fe(III)- и Mn(IV)-содержащие минералы. Понятно, что из-за плохой растворимости соединений бактериям пришлось выработать приспособления, которые позволяют переносить электроны. Исследования, проведенные независимыми группами ученых в 2005-2006 годах, позволяют предположить что металлвосстанавливающие бактерии получают электроны через «нанопровода», которые, подобно волосам, покрывают поверхность бактериальной клетки.

Впервые «нанопровода» были обнаружены в эксперименте с Geobacter. В последующих экспериментах ученые обнаружили нанощетину на поверхности многих бактерий.

Ученые под руководством Мохамеда Эль-Наггара (Mohamed Y. El-Naggar) из Университета Южной Калифорнии (University of Southern California) попытались понять, на самом ли деле «нанопровода» переносят электроны.

Волосатая бактерия

Исследователи провели эксперимент на почвенной бактерии Shewanella oneidensis MR-1, которая восстанавливает металлы.

В первом эксперименте ученые закрепили бактериальные нанопровода на кремниевом субстрате и пропустили через них ток. Лампочка, конечно, не загорелась, но ученые зафиксировали ток электронов между электродами. Биологи «разрезали» бактериальные нанопровда и снова попробовали пропустить электрический ток. Как и следовало ожидать, перенос электронов прекратился.

В следующем эксперименте ученые вырастили несколько типов мутантных бактеий, которые не способны синтезировать строительный материал бактериальных «нанопроводов» -- цитохромы. Исследователи проверили электропроводимость «нанопроводов» мутантной бактерии и выяснили, что безцитохромная щетина не переносит электроны. Однако это не означает, что цитохромы – и есть та самая «проволока», из которой сплетены бактериальные нанопровода. Переносчиками электронов могут стать отдельные аминокислоты или небольшие последовательности кислот.

«Физики, химики и биологи должны заинтересоваться полученными результатами и продолжить начатую работу. Думаем, что бактериальные «нанопровода» и «проволоку» из которой они сплетены, можно использовать в биотехнологиях», -- заключают авторы статьи Electrical transport along bacterial nanowires from Shewanella oneidensis MR-1, опубликованной в журнале PNAS.

Читайте нас в Дзене

Добавьте ленту «INFOX.ru» в свою личную и получайте актуальные новости ежедневно

Подписаться
Россию обвинили в «переизбрании» Трампа — NYT
Реклама

Мы рекомендуем
20.02.2020, 22:56
Не прошло года с тех пор, россиян напугали возможным запретом автомобилей, у которых превышен предельный срок эксплуатации, и теперь снова возникла инициатива вернуться к теме старых машин.
20.02.2020, 21:05
Политолог Аббас Галлямов поделился мнением на тему того, каким будет преемник Путина.
Реклама