Zinātnieki atklāj, ka simtiem zarnu baktēriju ir elektriskas
Jauns pētījums atklāj pārsteidzošu faktu par daudziem zarnu baktēriju veidiem: tie var radīt elektrību.
Elektrogēnās baktērijas ir tās, kas spēj saražot noteiktu daudzumu elektrības.
Šī iemesla dēļ notiekošajos pētījumos tiek meklēti veidi, kā izmantot šos mikroorganismus, lai izstrādātu alternatīvas, ilgtspējīgākas baterijām līdzīgas ierīces.
Līdz šim elektrogēnās baktērijas ir atrastas diezgan specifiskā dabiskā vidē, piemēram, dažādu ūdenstilpņu nogulsnēs.
Šīs vides parasti ir anaerobas, tas nozīmē, ka tās nesatur brīvu skābekli. Tagad Kalifornijas Universitātes Bērklija pētnieki pirmo reizi ir atklājuši, ka simts dažādu baktēriju cilvēka zarnās ir arī elektrogēnas.
Tie ietver daudzu veidu baktērijas, sākot no patogēnām, kas spēj izraisīt slimības, līdz probiotiskām baktērijām, kas veicina zarnu veselību. Tomēr šīs zarnu baktērijas ražo elektrību, izmantojot citu mehānismu nekā to, ko izmanto zināmas elektrogēnās baktērijas no citām vidēm.
Pētnieki, kurus vada prof. Dan Portnoy, ziņo par savu svarīgo atklājumu pētījumā, kas parādās žurnālā Daba.
Pārsteidzošs atklājums
Prof. Portnojs un komanda paskaidro, ka daži no elektrību ražojošajām baktērijām, kuras viņi tagad ir identificējuši, ir Listeria monocytogenes (bieži sastopams vaininieks caurejas gadījumos), Clostridium perfringens (kas izraisa gangrēnu), un Enterococcus faecalis (patogēns, kas dažreiz iegūts uzturēšanās laikā slimnīcā).
Tomēr daudzas citas zarnās elektrību ražojošas baktērijas ir labdabīgas. Daži no tiem ir probiotikas, pētnieki novēro, bet citi, piemēram, Laktobacilli celmiem, ir nozīme fermentācijā.
"Fakts, ka tik daudz kļūdu, kas mijiedarbojas ar cilvēkiem, vai nu kā patogēni, vai probiotikas, vai mūsu mikrobiotā, vai arī iesaistītas cilvēku produktu fermentācijā, ir elektrogēni, kas iepriekš tika izlaists."
Prof. Dan Portnoy
Tas, viņš piebilst, "varētu mums daudz pastāstīt par to, kā šīs baktērijas mūs inficē vai palīdz mums būt veselīgai zarnai."
Tāpat zinātnieki sagaida, ka viņu negaidītais atradums var būt noderīgs arī turpmākajos projektos, kuru mērķis ir izveidot mikrobu kurināmā elementu - novatorisku stratēģiju atjaunojamās enerģijas ražošanai.
Pētnieki paskaidro, ka baktērijas rada elektrību kā daļu no vielmaiņas procesā, kuru tās salīdzina ar elpošanu.
Tomēr, lai gan organismi, piemēram, augi un dzīvnieki, kuri dzīvo bagātīgā vidē ar skābekli, izmanto skābekli, lai palīdzētu vielmaiņai, baktērijām, kas dzīvo anaerobā vidē, jāizmanto citi ķīmiskie elementi.
Tātad baktērijas, kas dzīvo ezeru dibenā, sarežģītā vielmaiņas procesā parasti izmanto minerālu, piemēram, dzelzi vai mangānu, tādējādi radot elektrību.
Zarnu baktērijas: elektrogēnas, jo tas ir “viegli?”
Tomēr šķiet, ka zarnās atrodamajām elektrogēnajām baktērijām ir vienkāršāks elektroenerģijas ražošanas process, un tās izmanto organisku savienojumu, kas pazīstams kā flavīns, kas ir B-2 vitamīna atvasinājums.
"Šķiet, ka šo baktēriju šūnu struktūra un vitamīniem bagātā ekoloģiskā niša, ko tās aizņem, ievērojami atvieglo un rentablāk elektronus pārvietot no šūnas," skaidro pirmā pētījuma autors Sems Gaišs.
"Tādējādi," viņš saka, "mēs domājam, ka tradicionāli pētītās minerālus elpojošās baktērijas izmanto ārpusšūnu elektronu pārnesi, jo tas ir izšķiroši izdzīvošanai, turpretī šīs nesen identificētās baktērijas to izmanto, jo tas ir" viegli "."
Sadarbībā ar Kalifornijas universitātes Lorensa Bērklija Nacionālās laboratorijas ekspertiem Gaisma un kolēģi veica papildu testus, lai noskaidrotu, cik daudz elektrības šīs zarnu baktērijas spēj saražot.
Viņi atklāja, ka zarnu baktērijas rada gandrīz tikpat daudz elektrības kā citas elektrogēnās baktērijas: līdz 100 000 elektronu sekundē šūnā.
Jo īpaši viņi bija pārsteigti, to atraduši Lactobacillus - baktēriju virknei, kurai ir nozīme fermentācijā un ko izmanto siera, jogurta un skābētu kāpostu pagatavošanai, ir elektrogēnas īpašības.
Tagad Gaisma un kolēģi domā, vai šīs īpašības vispār attiecas uz šo garšu Lactobacillus rada pārtikas produktos, kas iegūti fermentācijas ceļā.
"Šī ir vesela liela daļa no baktēriju fizioloģijas, par kuru esamību cilvēki nesaprata," secina Gaisma, "un ar kuru varētu potenciāli manipulēt."
