Ультрастабильные белковые нанопровода бактерий помогут в борьбе с изменением климата

Ускоренное изменение климата представляет собой серьёзную и острую угрозу для жизни на Земле. Рост температур вызван микробами, которые производят 50% атмосферного метана — газа, удерживающего тепло в 30 раз эффективнее, чем CO₂. Повышенные температуры, в свою очередь, ускоряют рост микробов, что приводит к выбросу ещё большего количества парниковых газов, чем могут поглотить растения. Это ослабляет способность Земли быть углеродным стоком и дополнительно повышает глобальную температуру.

Потенциальным решением этого замкнутого круга могут стать другие микробы, которые поглощают до 80% потока метана из океанических осадков. Однако эти организмы сложно изучать в лаборатории. В журнале Nature Microbiology команда Йельского университета под руководством профессора Нихила Малванкара и бывшего аспиранта Янги Гу обнаружила удивительные проводящие свойства белка, производимого электригенерирующими бактериями Geobacter, которые схожи со свойствами метанпоглощающих микробов.

Лаборатория Малванкара ранее сообщала, что этот белковый провод демонстрирует самую высокую известную на сегодняшний день проводимость. Это позволяет бактериям производить рекордное количество электроэнергии и объясняет, как они могут выживать без кислорода или других молекул, поглощаемых мембраной. До сих пор никто не знал, как образуются эти провода и почему они так хорошо проводят ток.

С помощью высокоразрешающей криоэлектронной микроскопии исследователи смогли увидеть атомную структуру нанопровода. Они обнаружили, что гемы упакованы очень плотно, что позволяет электронам перемещаться чрезвычайно быстро и с высокой стабильностью. Команда также синтезировала несколько нанопроводов, чтобы изучить, как бактерии создают их по мере необходимости.

«Возможно, мы сможем использовать эти провода для генерации электричества или понять, как микробы, поглощающие метан, используют их для борьбы с изменением климата», — сказал Малванкар.