იცოდით, რომ ბაქტერიები ჭარბი ელექტრონების გამოყოფით სუნთქავენ, რაც შინაგან ელექტრულ ქსელს აჩენს? ახალ კვლევაში, იელის უნივერსიტეტის მკვლევრებმა აღმოაჩინეს, რომ სინათლეს შეუძლია გააძლიეროს ეს ელექტრონული აქტივობა ბიოფილმის ბაქტერიებში.

ფოტოდენი, რომელიც საათობით ძლებს

"ასე წარმოებულ დენს საათობით შეუძლია გაძლოს", — თქვა უფროსმა ავტორმა ნიჰილ მალვანკარმა, მოლეკულური ბიოფიზიკისა და ბიოქიმიის ასოცირებულმა პროფესორმა.

მეცნიერები ახლა ცდილობენ გამოიყენონ ეს ახალი აღმოჩენა და მიაგნონ ისეთ მეთოდებს, რომლებიც ბიოლოგიური ნარჩენების ჩანაცვლებას შეძლებს. ეს შეიძლება იყოს განახლებადი ენერგიის ახალი წყარო.

ზოგადად, ცოცხალი ორგანიზმებისთვის ჩვეულებრივია ჟანგბადით სუნთქვა და ჭარბი ელექტრონებისგან გათავისუფლება. ამით საკვები ნივთიერებები ენერგიად გარდაიქმნება. თუმცა, ნიადაგის ბაქტერიებს, რომლებიც ცხოვრობენ ოკეანეების სიღრმეში ან მილიარდობით წლის განმავლობაში დამარხულნი არიან მიწისქვეშეთში, არ აქვთ წვდომა ჟანგბადზე.

ამიტომ მათ შეიმუშავეს სუნთქვის ახალი გზა — "მინერალების სუნთქვით" ცილოვანი ძაფებით, რომელსაც ნანომავთულები ეწოდება. მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ როდესაც ამ ტიპის ბაქტერიებს შეხება ჰქონდათ სინათლესთან წარმოქმნეს დიდი ელექტრონული აქტივობა.

"არავინ იცოდა, როგორ ხდებოდა ეს", — თქვა მალვანკარმა.

ახალ კვლევაში, კვლევითმა ჯგუფმა, რომელსაც ხელმძღვანელობდა იენს ნეუ აღმოაჩინა, რომ ეს პროცესი იკვებება მეტალის შემცველი ცილებით, რომელიც ცნობილია როგორც ციტოქრომ OmcS (რომელიც ქმნის ბაქტერიულ ნანომავთულს, ხელსაწყოებს, რომლებსაც ბაქტერიები იყენებენ სუნთქვისთვის).

OmcS არსებითად მოქმედებს როგორც ბუნებრივი ფოტოგამტარი, რომელიც ხელს უწყობს ელექტრონის ეფექტურ გადაცემას, როდესაც ბიოფილები ექვემდებარება შუქს.

ფოტოსინთეზის სრულიად განსხვავებული ფორმა

"ეს არის ფოტოსინთეზის სრულიად განსხვავებული ფორმა", — თქვა მალვანკარმა. "აქ სინათლე აჩქარებს ბაქტერიების სუნთქვას ნანომავთულებს შორის ელექტრონების სწრაფი გადაცემის გამო".

ახლა მალვანკარის ლაბორატორია იკვლევს, თუ როგორ შეიძლება ეს აღმოჩენა გამოვიყენოთ ოპტოელექტრონიკაში და მეთანის მოსაპოვებლადაც. ეს კი ხელს შეუწყობს გლობალური დათბობის წინააღმდეგ ბრძოლას.

ეს არ არის ერთადერთი ბაქტერია, რომელსაც აქვს სასარგებლო თვისებები. 2018 წლის აგვისტოში, ვაშინგტონის სახელმწიფო უნივერსიტეტის მიკრობიოლოგთა ჯგუფმა იელოუსტონის ეროვნული პარკის ტბის გეიზერის აუზში იპოვა ბაქტერიები, რომლებსაც შეეძლოთ ელექტროენერგიის "ამოსუნთქვა" ელექტრონების გადაცემით გარე ლითონებზე ან მინერალებზე. თეორიულად სანამ ბაქტერიას მიეწოდება თავისი "საწვავი" მას ელექტროენერგიის წარმოება შეუძლია.

ეს აღმოჩენები მიუთითებს იმაზე, რომ ბუნებას შეუძლია ახალი გადაწყვეტების შემოთავაზება ის რაც საჭიროა, ესაა კვლევა და განვითარება სწორი მიმართულებით. ვნახოთ რა იქნება შემდეგი.