Бактерии могут использовать магнитные частицы для создания «природной батареи»
Новое исследование показывает, что бактерии могут использовать крошечные магнитные частицы для создания эффективной «природной батареи». Согласно исследованию, опубликованному в журнале Science 27 марта, бактерии способны загружать электроны на микроскопические частицы магнетита и разряжать их.
Механизм «зарядки» и «разрядки»
Учёные из Университета Тюбингена, Манчестерского университета и Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории инкубировали почвенную и водную пурпурную бактерию Rhodopseudomonas palustris с магнетитом, контролируя освещение. Анализ показал:
- В условиях, имитирующих день, фототрофные железоокисляющие бактерии забирали электроны у магнетита, разряжая его.
- В условиях ночи железовосстанавливающие бактерии возвращали электроны на магнетит, заряжая его для следующего цикла.
Этот окислительно-восстановительный механизм повторялся в течение нескольких циклов день-ночь.
Потенциальные применения и значение
Открытие предполагает возможность использования этого механизма для очистки окружающей среды и в биоинженерии.
- Расширенная экологическая роль: Магнетит может служить источником или акцептором электронов для бактерий в средах с дефицитом других окислительно-восстановительных соединений.
- Биоремедиация: Способность магнетита восстанавливать токсичный хром (VI) до менее токсичного хрома (III) может быть усилена взаимодействием с восстанавливающими бактериями.
- Генетическая инженерия: Существует гипотеза, что нежелезометаболизирующие организмы также могут или могут быть генетически модифицированы для использования магнетита как «батареи».
Цитаты исследователей:
- Джеймс Бирн (Тюбинген): «Поток электронов критически важен для всей жизни... мы предполагаем, что возможно, другие организмы... могут использовать магнетит в качестве батареи».
- Андреас Капплер (Тюбинген): «Тот факт, что этот магнетит может затем подвергаться воздействию этих восстанавливающих бактерий, потенциально может усилить его ремедиационную способность».