Прорыв в создании "биобатареек"

Ученые из Университета Восточной Англии совершили важный прорыв в задаче получения чистой электроэнергии из бактерий.

Результаты, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), показывают, что белки на поверхности бактерий могут производить электрический ток, просто касаясь поверхности минерала.

Исследование демонстрирует, что бактерии могут лежать непосредственно на поверхности металла или минерала и передавать электрический заряд через свои клеточные мембраны. Это означает, что можно "привязывать" бактерии непосредственно к электродам, приближая ученых на шаг к созданию эффективных микробных топливных элементов или "биобатареек".

В проекте, финансируемом Советом по биотехнологическим и биологическим исследованиям (BBSRC) и Министерством энергетики США, участвовали исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории в штате Вашингтон.

Исследовательская группа создала синтетическую версию морской бактерии Shewanella oneidensis, используя только белки, которые, как предполагается, переносят электроны изнутри микроба к породе. Эти белки были вставлены в липидные слои везикул — небольших капсул из липидных мембран, подобных тем, что составляют бактериальную мембрану. Затем было протестировано, как электроны перемещаются между донором электронов внутри и железосодержащим минералом снаружи.

Ведущий исследователь доктор Том Кларк сказал: "Наше исследование показывает, что эти белки могут напрямую 'касаться' поверхности минерала и производить электрический ток... Это первый раз, когда мы смогли реально увидеть, как компоненты бактериальной клеточной мембраны способны взаимодействовать с различными веществами".

Биохимик Лян Ши отметил: "Мы разработали уникальную систему, чтобы имитировать перенос электронов, как в клетках. Скорость переноса электронов, которую мы измерили, была невероятно высокой — достаточной для поддержания бактериального дыхания".

Это открытие также важно для понимания круговорота углерода в атмосфере, на суше и в океанах. "Если мы поймем перенос электронов, мы сможем узнать, как бактерии контролируют углеродный цикл", — сказал Ши.