Время в Пекине 19 сентября, по данным зарубежных СМИ, в настоящее время новое исследование ученых показывает, что человеческие кишечные бактерии могут «выработать энергию». Отчет об исследовании был опубликован в недавно опубликованном журнале «Природа». Дэниел Портной, микробиолог из Калифорнийского университета в Беркли, говорит, что бактерии, генерирующие энергию, не являются новой концепцией и могут быть найдены в средах, далеких от человеческой жизни, таких как: дно озера.
Но ученые не знали, что бактерии в разлагающихся растениях или млекопитающих могут генерировать электричество более простым способом, особенно на сельскохозяйственных животных. В лаборатории Порт-Ноу и команда сначала выращивали партию пролиферации моноцитов. Listeria, в ежедневном рационе, люди могут легко проглотить бактерии, которые могут вызвать листериоз. Это пищевое отравление низкое на иммунной системе, беременные женщины (могут вызывать выкидыш), а новорожденные и пожилые люди являются самыми опасными.
Помещая моноцитогены Listeria в электрохимическую камеру, генерируемые электроны могут захватываться проводами или электродами, и команда обнаружила, что эти пищевые бактерии могут продуцировать электричество.
Почему это открытие удивительно?
Порт Ноу указал, почему некоторые бактерии производят ток по нескольким причинам, таким как: удаление электронов из метаболических процессов, но основная цель - сделать энергию.
Первый автор исследования, Сэм Лайт, постдокторский исследователь Калифорнийского университета в Беркли, сказал: «Но у Listeria monocytogenes также есть другие способы генерации энергии, например, с использованием кислорода».
Этот процесс генерации энергии может быть «системами резервного копирования, используемыми в конкретных условиях», например: они могут инициировать выработку энергии в состоянии гипоксии кишечника.
Исследователи скринировали мутантные бактерии (с отсутствующими или измененными генами), чтобы определить, какие гены необходимы для производства бактерий. Эти гены, в свою очередь, кодируют определенные белки, которые являются ключевыми для производства энергии.
Они обнаружили, что система генерации энергии, используемая бактериями (серия белков, переносящих электроны из бактерий), проще, чем другие энергетические бактерии (такие как бактерии, живущие на дне озера).
Большинство предыдущих систем генерации энергии были обнаружены в грамотрицательных бактериях, или их клеточные стенки состояли из двух слоев, которые изолировали внутреннюю и внешнюю среду бактерий. Исследователи недавно проанализировали бактерии как грамположительные, что означает Они имеют только один слой на клеточной стенке, и один слой электронов высвобождается из барьера.
Но когда электроны выходят за пределы бактерий, неясно, где будут течь электроны. Другие, которые называют бактерии, обычно переносят электроны на минералы, такие как железо или марганец, во внешнюю среду. В экспериментах исследовательской группы электроны поступают в электроды в кишечнике. Многие различные молекулы, такие как железо, могут объединяться и принимать электроны.
В то же время исследователи обнаружили, что эти бактерии требуют, чтобы белок флавина выжил. Флавин - это вариант витамина В2, который обилен в кишечнике. Впоследствии исследователи обнаружили, что эта бактерия не только нуждается в флавине для выживания, но и в окружающей среде. Свободный плавающий флавин усиливает выработку энергии бактерий.
Базы энергии
Как только команда узнает, какие гены отвечают за выработку электроэнергии, они будут использовать аналогичный процесс для дальнейшей идентификации сотен энергетических бактерий, обычно некоторые из которых находятся в кишечнике, в то время как другие играют важную роль в ферментации сыра или в качестве пробиотиков.
Лейси Кахон и Нэнси Фрейтаг, микробиологи из Университета штата Иллинойс, не участвовали в исследовании. Они отметили, что, учитывая, что бактерии могут находиться в кишечной высокоэнергетической среде. Выживание, этот метод последнего поколения может помочь разработать основную технологию генерации энергии бактерий.
Райт сказал, что исследователи разработали микробные топливные элементы или батареи, которые используют бактерии для выработки электроэнергии с использованием органического вещества, подобно установкам для удаления мусора. Поскольку этот последний процесс проще, можно улучшить, но текущий вывод Слишком рано.
Райт больше интересуется тем, что происходит в кишечнике - какие молекулы получают электроны от бактерий и как этот процесс влияет на выживание бактерий.
