Американские ученые продемонстрировали прямую передачу электроэнергии по «нанопроводам» между двумя видами бактерий, необходимую для переработки питательных веществ.

Перенос электроэнергии между бактериями был известен учеными и раньше, однако до сих пор считалось, что он происходит через частицу-посредник — протон Н+, переходящий через жидкую среду, в которой обитают организмы, от одной клетки к другой.

Как сообщает РИА Новости, команда Дерека Лавли из Массачусетского университета в Амресте (США) продемонстрировала новый, ранее неизвестный, способ передачи электричества между бактериями. Он осуществляется за счет так называемых электропроводящих нановолокон — белковых жгутиков, соединяющих разные виды бактерий между собой и служащих проводниками электричества.

«Они могут просто подключаться друг к другу, это одна из наиболее удивительных вещей, которые мне, как микробиологу, когда-либо приходилось наблюдать»,  — сказал Лавли.

В своей работе команда ученых использовала два вида бактерий — Geobacter metallireducens и Geobacter sulfurreducens. Первый вид может перерабатывать этиловый спирт в энергию, однако побочным продуктом этого процесса являются высвобождающиеся электроны, которые бактерии нужно куда-то «слить». Второй вид перерабатывать этанол не может, однако способен использовать внешние электроны для собственных нужд.

Ученые ожидали, что перенос электронов между культурами этих бактерий, помещенных в лабораторных условиях совместно в питательную среду, будет происходить за счет транспорта протонов. Однако взаимодействие бактерий происходило изначально очень медленно с низким поглощением и переработкой этанола. Впрочем, за несколько месяцев совместной эволюции бактерии сумели образовать сообщества — шарообразные колонии, содержащие представителей обоих видов, окрашенные в красный цвет. При этом потребление этанола бактериями резко возросло.

Красный цвет колоний был обусловлен образованием белка цитохрома, который производят оба вида бактерий.

Генетически заблокировав работу механизмов, позволяющих бактериям передавать электричество в форме частиц посредников — протонов, ученые обнаружили, что бактерии все равно обладают возможностью образовывать колонии и перерабатывать этанол.

Как выяснилось позднее, способность видов совместно перерабатывать питательные вещества зависит от их способности «выращивать» провода из электропроводящего белка цитохрома, которыми они соединяются друг с другом и совместно выполняют работу по разложению этанола.

Эксперты полагают, что такие связи между клетками могут существовать и в человеческом организме, что может быть использовано для изучения болезней и разработки новых типов лекарств. «Электрический» же симбиоз бактерий может лечь в основу новых методов получения биотоплива из бросовой биомассы с помощью микроорганизмов.

По материалам: focus.ua

Источник: online.ua