Детали открытия
Группа ученых сделала открытие, которое может изменить наше понимание микробов и их потенциала в технологиях. Найдена новая бактерия, способная проводить электричество как обычный провод. Ее назвали Ca. Electrothrix yaqonensis – в честь коренного народа, проживающего в регионе ее обнаружения, сообщает 24 Канал со ссылкой на Applied and Environmental Microbiology.
Смотрите также Живую колонию микробов нашли запечатанной внутри скалы возрастом 2 миллиарда лет
Хотя ведущие бактерии уже были известны науке, Electrothrix yaqonensis демонстрирует уникальные характеристики. Все эти микроорганизмы объединяют под общим названием "кабельные бактерии", и большинство из них относятся к двум еще не полностью классифицированным родам – Ca. Electrothrix и Ca. Electronema. Они живут в осадочных средах и формируют длинные цепи, через которые передают электроны от одной клетки к другой. Такая структура позволяет микробам распределять метаболические функции между отдельными участками колонии в условиях, где уровень кислорода сильно варьируется.
Однако Ca. Electrothrix yaqonensis отличается даже среди своих сородичей. По словам микробиолога Ченга Ли из Университета штата Орегон и Университета Джеймса Мэдисона, этот вид может быть эволюционным мостом между различными ветвями Ca. Electrothrix. Он имеет необычный метаболизм и уникальную структуру – в частности, выраженные поверхностные гребни, втрое шире аналогичных у других видов. Эти гребни содержат проводящие волокна, образованные из молекул на основе никеля – белков, которых до сих пор не обнаруживали у других микроорганизмов.
Одна нить кабельной бактерии Ca. Electrothrix yaqonensis / Фото Oregon State University
Исследованием нового вида руководил микробиолог Анвар Хиралал из Университета Антверпена. Команда изучала бактерию с помощью генетического анализа, спектроскопии, электрических измерений и микроскопии. Результаты показали как морфологические отличия от других кабельных бактерий, так и генетическое сходство с представителями обоих родов.
Среди самых интересных особенностей – способность бактерии выделять внеклеточную оболочку, когда она формирует длинные электропроводящие нити. Эти нити позволяют осуществлять восстановительно-окислительные реакции на значительных расстояниях – иногда до нескольких сантиметров. Клетки, находящиеся в более глубоких слоях осадка, где нет кислорода, получают энергию путем обработки сульфидов. В процессе они генерируют электроны, которые транспортируют в верхние слои, богатых кислородом или нитратами, где другие клетки завершают цикл.
Ученые считают, что эта способность к передаче электронов может иметь практическое применение:
- В частности, речь идет об очистке окружающей среды от загрязнителей – бактерии могут использовать электронный транспорт для нейтрализации вредных веществ.
- А белки с высокой проводимостью, вырабатываемые Ca. Electrothrix yaqonensis, могут лечь в основу новых технологий в сфере биоэлектроники.
Дальнейшие исследования помогут точнее определить место нового вида в эволюционном дереве кабельных бактерий. Как отмечают авторы научной работы, особенности этого метаболизма свидетельствуют, что разнообразие функций и сред обитания кабельных бактерий значительно больше, чем считалось ранее.