Бактерии, производящие электричество, обитают в средах с низкой концентрацией кислорода – в шахтах, на дне озер и даже в человеческом кишечнике. Их клетки продуцируют электроны, которые переносятся во внешнюю среду благодаря так называемому внеклеточному переносу электронов (ВПЭ). Впоследствии они могут использоваться для формирования топливного элемента, генерирующего электричество.
Именно так вырабатывают электроны E. faecalis, листерии (Listeria monocytogenes) и лактобактерии (Lactobacilli), участвующие в ферментации йогуртов. В 2018 году это обнаружили ученые из США и Швеции.
Но проблема в том, что их обнаружение – сложный и дорогостоящий процесс: ученым приходится выращивать большие партии клеток, а затем разрушать их для изучения белков. Это значительно замедляет разработку новых технологий в этом направлении.
Однако недавно исследователи из Массачусетского технологического института придумали новый метод сортировки и идентификации бактерий, вырабатывающих электричество. Они создали микрожидкостный чип, напоминающий песочные часы, который проводит бактерии через канал с электрическим полем. В нем возникает явление, известное как электрофорез, и частицы останавливаются либо отталкиваются в зависимости от наличия или отсутствия электрохимической активности. Такой метод позволяет легко отделить обычные бактерии от тех, которые умеют вырабатывать электричество.
Измерив напряжение, необходимое для манипулирования бактериями, и сравнив его с размером клетки, исследователи также смогли определить поляризуемость каждой бактерии – насколько легко клетке производить электричество в электрическом поле. Бактерии с более высокой поляризуемостью также были более активными производителями электроэнергии.
Если наблюдения ученых в отношении поляризуемости верны и для других бактерий, то новый метод сделает бактерии, производящие электричество, более доступными, чем когда-либо прежде.
Именно так вырабатывают электроны E. faecalis, листерии (Listeria monocytogenes) и лактобактерии (Lactobacilli), участвующие в ферментации йогуртов. В 2018 году это обнаружили ученые из США и Швеции.
Но проблема в том, что их обнаружение – сложный и дорогостоящий процесс: ученым приходится выращивать большие партии клеток, а затем разрушать их для изучения белков. Это значительно замедляет разработку новых технологий в этом направлении.
Однако недавно исследователи из Массачусетского технологического института придумали новый метод сортировки и идентификации бактерий, вырабатывающих электричество. Они создали микрожидкостный чип, напоминающий песочные часы, который проводит бактерии через канал с электрическим полем. В нем возникает явление, известное как электрофорез, и частицы останавливаются либо отталкиваются в зависимости от наличия или отсутствия электрохимической активности. Такой метод позволяет легко отделить обычные бактерии от тех, которые умеют вырабатывать электричество.
Измерив напряжение, необходимое для манипулирования бактериями, и сравнив его с размером клетки, исследователи также смогли определить поляризуемость каждой бактерии – насколько легко клетке производить электричество в электрическом поле. Бактерии с более высокой поляризуемостью также были более активными производителями электроэнергии.
Если наблюдения ученых в отношении поляризуемости верны и для других бактерий, то новый метод сделает бактерии, производящие электричество, более доступными, чем когда-либо прежде.
Поделитесь в соцсетях:
