Сотни бактерий, вырабатывающих электричество, обнаружены среди патогенных, пробиотических и ферментирующих микроорганизмов

Ученые из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили, что сотни видов бактерий, включая обитателей человеческого кишечника, способны вырабатывать электричество, используя ранее неизвестный механизм.

Кто эти бактерии?

Многие из этих "электрогенных" бактерий являются частью микробиома человека:

• Патогены: Listeria monocytogenes (листериоз), Clostridium perfringens (газовая гангрена), Enterococcus faecalis (госпитальные инфекции), некоторые стрептококки.
• Пробиотики и ферментирующие бактерии: Лактобациллы (Lactobacillus), участвующие в производстве йогурта, сыра и квашеной капусты.

"Тот факт, что так много бактерий, взаимодействующих с человеком... являются электрогенными, — оставался незамеченным", — отметил профессор Дэн Портной.

Как и зачем они это делают?

Бактерии вырабатывают электричество для удаления электронов, образующихся в процессе метаболизма, аналогично дыханию.

• В бескислородных средах (кишечник, ферментеры, шахты) бактерии переносят электроны на внешние акцепторы, создавая крошечный электрический ток.
• Новый обнаруженный механизм внеклеточного переноса электронов проще известного ранее и используется грамположительными бактериями в средах, богатых флавинами (производные витамина B₂).
• "Это кажется более легким и экономичным способом", — пояснил первый автор исследования Сэм Лайт.

Практическое значение

• Биотехнологии: Открытие перспективно для создания "зеленых" живых батарей (микробных топливных элементов), например, на очистных сооружениях.
• Наука: Может пролить свет на механизмы инфекций, пользу пробиотиков и даже влиять на вкус ферментированных продуктов (сыр, квашеная капуста).
• Эксперименты подтвердили, что бактерии генерируют ток до 500 микроампер (около 100 000 электронов в секунду на клетку), что сопоставимо с известными электрогенными бактериями.

Исследование опубликовано онлайн 12 сентября в журнале Nature (печатный выпуск — 4 октября).