Teadlased leiavad, et sajad soolebakterid on elektrilised
Uus uurimus paljastab üllatavat fakti arvukate soolebakterite tüüpide kohta: need võivad toota elektrit.
Elektrogeensed bakterid on need, mis on võimelised tootma teatud koguses elektrit.
Seetõttu uuritakse käimasolevate uuringute abil võimalusi nende mikroorganismide kasutamiseks alternatiivsete, säästvamate akulaadsete seadmete väljatöötamiseks.
Siiani on elektrogeenseid baktereid leitud üsna spetsiifilistest looduskeskkondadest, näiteks erinevate veekogude setetest.
Need keskkonnad on tavaliselt anaeroobsed, see tähendab, et nad ei sisalda vaba hapnikku. Nüüd leidsid Berkeley California ülikooli teadlased esimest korda, et sadu erinevaid baktereid inimese soolestikus on ka elektrogeensed.
Nende hulka kuuluvad mitut tüüpi bakterid, alates patogeensetest, mis on võimelised haigusi põhjustama, kuni probiootiliste bakteriteni, mis soodustavad soolestiku tervist. Kuid need soolebakterid toodavad elektrit teistsuguse mehhanismi abil, mida kasutavad teistest keskkonnadest pärit tuntud elektrogeensed bakterid.
Teadlased eesotsas prof Dan Portnoyga teatavad oma olulisest avastusest ajakirjas ilmuvas uurimustöös Loodus.
Üllatav avastus
Prof Portnoy ja meeskond selgitavad, et nende seas on ka mõned elektrit tootvate bakterite ahelad Listeria monocytogenes (tavaline süüdlane kõhulahtisuse korral), Clostridium perfringens (mis põhjustab gangreeni) ja Enterococcus faecalis (mõnikord haiglas viibimise ajal omandatud patogeen).
Kuid paljud teised soolestikus elektrit tootvad bakterid on healoomulised. Mõned neist on probiootikumid, täheldavad teadlased, teised aga näiteks Laktobatsillid tüved, mängivad kääritamisel rolli.
"Asjaolu, et nii paljud vead, mis suhtlevad inimestega kas patogeenidena, probiootikumides, meie mikrobiootas või osalevad inimtoodete kääritamises, on elektrogeensed - mida oli varem mööda pandud."
Prof Dan Portnoy
See lisab ta, "võiks meile palju öelda, kuidas need bakterid meid nakatavad või tervislik soolestik aitab."
Samuti loodavad teadlased, et nende ootamatust leiust võib abi olla ka tulevastes projektides, mille eesmärk on luua mikroobne kütuseelement - uuenduslik energia taastuvenergia tootmiseks.
Teadlased selgitavad, et bakterid toodavad elektrit osana oma ainevahetusest, protsessis, mida nad võrdlevad hingamisega.
Kui aga hapnikurikkas keskkonnas elavad organismid, näiteks taimed ja loomad, kasutavad hapnikku ainevahetuse hõlbustamiseks, peavad anaeroobses keskkonnas elavad bakterid kasutama muid keemilisi elemente.
Niisiis kasutavad järvede põhjas elavad bakterid oma keerulises ainevahetusprotsessis tavaliselt mineraali, näiteks rauda või mangaani, tekitades seeläbi elektrit.
Soolebakterid: elektrogeensed, kuna see on „lihtne?”
Tundub, et soolestikus leiduvatel elektrogeensetel bakteritel on elektritootmisprotsess lihtsam ja nad kasutavad orgaanilist ühendit, mida tuntakse flaviinina, mis on B-2-vitamiini derivaat.
"Tundub, et nende bakterite rakustruktuur ja vitamiinirikas ökoloogiline nišš, mille nad hõivavad, muudab elektronide rakust välja viimise oluliselt lihtsamaks ja tasuvamaks," selgitab esimese uuringu autor Sam Light.
"Seega," ütleb ta, "arvame, et tavapäraselt uuritud mineraale respireerivad bakterid kasutavad rakuvälist elektronide ülekannet, kuna see on ellujäämiseks ülioluline, samas kui need äsja tuvastatud bakterid kasutavad seda, kuna see on" lihtne "."
Koostöös California ülikooli Lawrence Berkeley riikliku labori ekspertidega viisid Light ja tema kolleegid läbi täiendavaid katseid, et näha, kui palju elektrit need soolebakterid suudavad toota.
Nad leidsid, et soolebakterid toodavad peaaegu sama palju elektrit kui teised elektrogeensed bakterid: kuni 100 000 elektroni sekundis raku kohta.
Eelkõige olid nad seda avastades üllatunud Lactobacillus - bakteriaalne ahel, mis mängib rolli kääritamisel ja mida kasutatakse juustu, jogurti ja hapukapsa valmistamiseks - omab elektrogeenseid omadusi.
Nüüd mõtlevad Light ja tema kolleegid, kas need omadused on üldse selle maitse jaoks asjakohased Lactobacillus tekitab käärimisel saadud toidutoodetes.
"See on terve osa bakterite füsioloogiast, mille olemasolust inimesed aru ei saanud," järeldab Valgus, "ja sellega võib potentsiaalselt manipuleerida."
