Вчені відкрили організми, які діють як живі електричні дроти

Група дослідників з Університету штату Орегон відкрила новий вид бактерій, здатних проводити електричний струм, що відкриває перспективні можливості для розвитку біоелектронних технологій та очищення забруднених середовищ.

Унікальні властивості електропровідних бактерій

Нещодавно ідентифікована бактерія, виявлена в мулистих плавнях узбережжя штату Орегон, отримала назву Candidatus Electrothrix yaqonensis. Ця назва вшановує корінні народи регіону, де було зроблено відкриття. Бактерії належать до типу, який називають “кабельними бактеріями” через їхню унікальну структуру та властивості.

Дослідження, результати якого опубліковані в журналі Applied and Environmental Microbiology, проводили Ченг Лі, тоді аспірант університету, та Клер Реймерс, почесний професор Коледжу наук про Землю, океан та атмосферу. Зразки було зібрано в естуарії затоки Якіна.

Структура цих мікроорганізмів вражає своєю незвичністю. Кабельні бактерії складаються з паличкоподібних клітин, з’єднаних спільною зовнішньою мембраною, що утворюють нитки довжиною до кількох сантиметрів. Їхня електропровідність є адаптацією, що оптимізує метаболічні процеси в осадовому середовищі.

Еволюційне значення та структурні особливості

Ca. Electrothrix yaqonensis має унікальні метаболічні шляхи та гени, які є комбінацією характеристик різних родів кабельних бактерій. За словами Ченга Лі, який незабаром обійме посаду доцента в Коледжі сільськогосподарських наук, “цей новий вид, схоже, є мостом, ранньою гілкою всередині клади Ca. Electrothrix, що дозволяє припустити, що він може дати нове розуміння того, як ці бактерії еволюціонували”.

Особливістю нового виду є яскраво виражені поверхневі гребені, до трьох разів ширші, ніж у інших видів, які містять високопровідні волокна з унікальних молекул на основі нікелю. Ці волокна дозволяють бактеріям здійснювати транспорт електронів на значні відстані, з’єднуючи акцептори електронів на поверхні осаду з донорами в глибших шарах.

Перспективи практичного застосування

Відкриття відкриває широкі можливості для практичного застосування в різних галузях. “Ці бактерії можуть передавати електрони для очищення забруднювачів, тому їх можна використовувати для видалення шкідливих речовин з осадових порід”, – пояснює Лі. Крім того, їхня унікальна структура високопровідного нікелевого білка може стати основою для створення нової біоелектроніки.

Кабельні бактерії здатні існувати в різноманітних кліматичних умовах і зустрічаються в різних середовищах, включаючи прісноводні та морські відкладення. Це розширює потенційні можливості їх використання для моніторингу та відновлення навколишнього середовища, промислового виробництва, безпеки харчових продуктів та медицини.

Назва нового виду походить від народу Якіна, предковічні землі якого охоплювали затоку Якіна. Таким чином, дослідники визнають історичний зв’язок корінного населення з цією територією та їхній внесок у розвиток екологічних знань.