بتوقيت بكين يوم 19 سبتمبر ، وفقا لتقارير وسائل الاعلام الاجنبية ، في الوقت الحاضر ، تظهر دراسة جديدة من قبل العلماء أن البكتيريا المعوية البشرية يمكن أن "توليد الطاقة" ، ونشر تقرير بحثي في مجلة "الطبيعة" التي نشرت مؤخرا. قال دانييل بورتنوي ، عالم الميكروبيولوجي في جامعة كاليفورنيا في بيركلي ، إن البكتيريا ليست مفهومًا جديدًا ، ويمكن العثور عليها في بيئات بعيدة عن الحياة البشرية ، مثل قاع البحيرة.
لكن العلماء لم يعرفوا أن البكتيريا الموجودة في النباتات المتحللة أو الثدييات يمكن أن تولد الكهرباء بطريقة أبسط ، خاصة في حيوانات المزرعة ، وفي المختبر ، قام بورو نو والفريق أولاً بزرع مجموعة من تكاثر الخلايا الوحيدات. الليستيريا ، في النظام الغذائي اليومي ، يمكن للناس بسهولة ابتلاع البكتيريا ، التي يمكن أن تسبب مرض الليستريات ، وهذا التسمم الغذائي منخفض على الجهاز المناعي ، والنساء الحوامل (قد يسبب الإجهاض) ، والأطفال حديثي الولادة وكبار السن هم الأكثر خطورة.
وبوضع الليستيريا مونوسيتوجين في غرفة كهروكيميائية ، يمكن التقاط الإلكترونات الناتجة بواسطة أسلاك أو أقطاب كهربائية ، ووجد الفريق أن هذه البكتيريا التي تنقلها الأغذية يمكن أن تنتج الكهرباء.
لماذا هذا الاكتشاف مذهل؟
وأشار بورت نو إلى سبب إنتاج بعض البكتيريا حاليًا لعدة أسباب ، مثل: إزالة الإلكترونات من العمليات الأيضية ، ولكن الهدف الرئيسي هو إنتاج الطاقة.
وقال المؤلف الأول للدراسة ، سام لايت ، وهو باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا في بيركلي: 'لكن الليستريا مونستيتوجينز لديها طرق أخرى لتوليد الطاقة ، على سبيل المثال باستخدام الأكسجين'.
قد تكون عملية توليد الطاقة هذه عبارة عن "أنظمة احتياطية تستخدم في ظروف محددة" ، على سبيل المثال: قد تبدأ توليد الطاقة في حالة نقص الأكسجين في الأمعاء.
فحص الباحثون البكتيريا متحولة (تلك الجينات حذف أو تغيير البكتيريا)، لتحديد الجينات التي تعتبر ضرورية للبكتيريا لإنتاج الطاقة الكهربائية. هذه الجينات تكود بروتينات معينة في المقابل، هذه البروتينات هي عامل رئيسي في السلطة.
ووجد الباحثون أن البكتيريا تستخدم نظام توليد الطاقة (المرحلة الالكترونية سلسلة من بروتينات البكتيريا)، وغيرها من البكتيريا كهربائيا (مثل البكتيريا التي تعيش في البحيرة) نظام توليد الطاقة أسهل للاستخدام.
تم العثور على معظم أنظمة الجيل السابق في البكتيريا سالبة الجرام، أو يتكون جدار الخلية بهم من طبقتين، مما يسمح للبكتيريا لبيئة الداخلية والخارجية. وحلل الباحثون مؤخرا ان البكتيريا إيجابية الجرام، وهذا يعني فقط طبقة من جدران الخلايا، والحواجز التي تحول دون الإفراج عن الإلكترونات خارج طبقة أقل.
ومع ذلك، عندما البكتيريا وصول الإلكترون الخارجية، فإنه ليس واضحا حيث تدفق الإلكترونات. بكتيريا أخرى وعادة ما تدعو نقل الإلكترون إلى البيئة الخارجية مثل المنغنيز أو المعادن الحديد. في المنتخب البحوث التجريبية، الإلكترونات سوف تتدفق الكهربائي، القناة الهضمية العديد من الجزيئات المختلفة، على سبيل المثال: الحديد، ويمكن الجمع بين وتقبل الإلكترونات.
وفي الوقت نفسه، وجد الباحثون أن البكتيريا تحتاج إلى استدعاء البروتين فلافين البقاء على قيد الحياة، فلافين هو البديل من فيتامين B2، فإنها تكثر في الأمعاء. ووجد الباحثون بعد ذلك أن البكتيريا ليس فقط من أجل البقاء فلافين، والبيئة المحيطة Flavin العائمة الحرة يعزز توليد الطاقة من البكتيريا.
البكتيريا توليد الطاقة
مرة واحدة للفريق الذي يعرف الجين المسؤول عن توليد الطاقة، وسوف تستخدم عملية مماثلة لتحديد المزيد من مئات الأنواع من جيل البكتيريا، وبعض البكتيريا الموجودة بشكل طبيعي في الأمعاء، في حين تلعب البكتيريا الأخرى دورا هاما في التخمير أو الجبن بروبيوتيك الجوانب.
لم تشارك لاسي كاهون ونانسي فريتاغ ، وهما خبيرة في علم الأحياء المجهرية في جامعة إلينوي ، في الدراسة ، وأشارا إلى أن البكتيريا قد تكون في بيئتنا المعوية عالية الطاقة. البقاء على قيد الحياة ، قد يساعد هذا الجيل الأحدث في تصميم تكنولوجيا توليد الطاقة الأساسية للبكتيريا.
قال رايت إن الباحثين طوروا خلايا وقود ميكروبية ، أو بطاريات تستخدم البكتيريا لتوليد الكهرباء باستخدام المواد العضوية ، تماما مثل محطات التخلص من القمامة ، لأن هذه العملية الأخيرة أبسط ، يمكن تحسينها ، لكن الاستنتاج الحالي من المبكر جدا.
يهتم رايت بمعرفة ما يحدث في القناة الهضمية - أي الجزيئات التي تحصل على إلكترونات من البكتيريا ، وكيف تؤثر هذه العملية على بقاء البكتيريا.
