Bilim adamları, yüzlerce bağırsak bakterisinin elektrikli olduğunu keşfetti
Yeni araştırma, çok sayıda bağırsak bakteri türü hakkında şaşırtıcı bir gerçeği ortaya çıkarıyor: elektrik üretebilirler.
Elektrojenik bakteriler, belirli miktarda elektrik üretebilen bakterilerdir.
Bu nedenle, devam eden araştırmalar, alternatif, daha sürdürülebilir pil benzeri cihazlar geliştirmek için bu mikroorganizmaları kullanmanın yollarını arıyor.
Şimdiye kadar, çeşitli su kütlelerinin çökeltileri gibi oldukça spesifik doğal ortamlarda elektrojenik bakteriler bulundu.
Bu ortamlar tipik olarak anaerobiktir, yani serbest oksijen içermezler. Şimdi, ilk defa, Berkeley'deki California Üniversitesi'nden araştırmacılar, insan bağırsağındaki yüzlerce farklı bakterinin de elektrojenik olduğunu keşfettiler.
Bunlar, hastalığa neden olabilecek patojenik bakterilerden bağırsak sağlığını destekleyen probiyotik bakterilere kadar birçok bakteri türünü içerir. Yine de bu bağırsak bakterileri, diğer ortamlardan bilinen elektrojenik bakteriler tarafından kullanılanlardan farklı bir mekanizma kullanarak elektrik üretir.
Prof.Dan Portnoy liderliğindeki araştırmacılar, önemli keşiflerini dergide görünen bir çalışma makalesinde bildiriyorlar. Doğa.
Şaşırtıcı bir keşif
Prof.Portnoy ve ekibi, şu anda tanımladıkları elektrik üreten bakteri türlerinden bazılarının şunları içerdiğini açıklıyor: Listeria monocytogenes (ishal vakalarında yaygın bir suçlu), Clostridium perfringens (kangrene neden olur) ve Enterococcus faecalis (bazen hastanede kalış sırasında bulaşan bir patojen).
Bununla birlikte, bağırsaktaki elektrik üreten diğer birçok bakteri iyi huyludur. Araştırmacılar, bunlardan bazılarının probiyotik olduğunu, bazılarının ise Lactobacilli suşlar, fermantasyonda rol oynar.
"Patojen olarak veya probiyotiklerde veya mikrobiyotamızda insanlarla etkileşime giren veya insan ürünlerinin fermantasyonunda yer alan pek çok böceğin elektrojenik olduğu gerçeği - daha önce gözden kaçırılmıştı."
Prof.Dan Portnoy
Bu, "bize bu bakterilerin bize nasıl bulaştığı hakkında çok şey söyleyebilir veya sağlıklı bir bağırsaklarımıza sahip olmamıza yardımcı olabilir" diye ekliyor.
Ayrıca bilim adamları, beklenmedik bulgularının, yenilenebilir enerji üretmek için yenilikçi bir strateji olan mikrobiyal yakıt hücresi oluşturmayı amaçlayan gelecekteki projelerde de yararlı olabileceğini umuyorlar.
Araştırmacılar, bakterilerin solunumla karşılaştırdıkları bir süreçte metabolizmalarının bir parçası olarak elektrik ürettiklerini açıklıyorlar.
Bununla birlikte, oksijen bakımından zengin ortamlarda yaşayan bitkiler ve hayvanlar gibi organizmalar, metabolizmalarına yardımcı olmak için oksijeni kullanırken, anaerobik ortamlarda bulunan bakteriler başka kimyasal elementler kullanmak zorundadır.
Bu nedenle, göllerin dibinde bulunan bakteriler, karmaşık metabolik süreçleri sırasında tipik olarak demir veya manganez gibi bir mineral kullanır ve böylece elektrik üretir.
Bağırsak bakterileri: Elektrojenik çünkü "kolay" mı?
Bununla birlikte, bağırsakta bulunan elektrojenik bakteriler daha basit bir elektrik üretme sürecine sahip gibi görünüyor ve bir vitamin B-2 türevi olan flavin olarak bilinen organik bir bileşik kullanıyorlar.
İlk çalışmanın yazarı Sam Light, “Görünüşe göre bu bakterilerin hücre yapısı ve işgal ettikleri vitamin açısından zengin ekolojik niş, elektronların hücre dışına transferini önemli ölçüde daha kolay ve daha uygun maliyetli hale getiriyor”.
"Bu nedenle," diyor, "geleneksel olarak incelenen mineral soluyan bakterilerin hücre dışı elektron transferini kullandığını düşünüyoruz çünkü bu hayatta kalmak için çok önemli, oysa bu yeni tanımlanan bakteriler bunu 'kolay' olduğu için kullanıyor."
Light ve meslektaşları, California Üniversitesi'ndeki Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'ndan uzmanlarla işbirliği içinde, bu bağırsak bakterilerinin ne kadar elektrik üretebildiğini görmek için daha fazla test yaptı.
Bağırsak bakterilerinin neredeyse diğer elektrojenik bakteriler kadar elektrik ürettiğini buldular: hücre başına saniyede 100.000 elektrona kadar.
Özellikle, bunu bulduklarında şaşırdılar. Lactobacillus - Fermantasyonda rol oynayan ve peynir, yoğurt ve lahana turşusu yapmak için kullanılan bir bakteri ipliği - elektrojenik özelliklere sahiptir.
Şimdi, Light ve meslektaşları, bu özelliklerin tatlarıyla hiç alakalı olup olmadığını merak ediyor. Lactobacillus fermantasyon yoluyla elde edilen gıda ürünlerinde oluşur.
Light, "Bu, bakteri fizyolojisinin insanların var olduğunu fark etmedikleri büyük bir parçası," diye sonlandırıyor ve bu potansiyel olarak manipüle edilebilir.
