میکروب ها الکترون برداشت می کنند: فرآیند جدید کشف شد.
باکتری ها دهان ندارند، بنابراین آنها نیاز به راه دیگری برای وارد کردن سوخت خود به بدنشان دارند. تحقیقات جدید در دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس نشان می دهد که چگونه چنین باکتری هایی الکترون ها را مستقیماً از منبع الکترود بیرون می کشند. کار آزمایشگاه آرپیتا بوز، استادیار زیست شناسی هنر و علوم، در تاریخ 5 نوامبر در مجله علمی mBio منتشر شد.
بوز گفت: "اساس مولکولی این فرآیند تا زمان کار ما قابل کشف نبوده است." "این بیشتر به دلیل ماهیت پیچیده پروتئین های دخیل در این فرآیند است. اما اکنون، برای اولین بار، ما می فهمیم که چگونه میکروب های فوتوتروفیک می توانند الکترون ها را از مواد جامد و محلول پذیرش کنند."
دینس گوپتا، نامزد دکترا در آزمایشگاه Bose ، اولین نویسنده در این مطالعه جدید است. گوپتا گفت: "من وقتی هیجان زده شدم که متوجه شدیم که این باکتری های فتوتروفیک از یک مرحله پردازش جدید استفاده می کنند تا تولید پروتئین کلیدی انتقال الکترون درگیر در این فرآیند را تنظیم کند." "این مطالعه به طراحی یک سکوی باکتریایی کمک می کند تا باکتری ها بتوانند از برق و دی اکسید کربن برای تولید ترکیبات با ارزش افزوده مانند سوخت های زیستی استفاده کنند."
دریافت برق در لایه بیرونی باکتریها یک مشکل اساسی است. این سد غیر قابل انتقال و غیر قابل نفوذ برای کانی های غیر محلول آهن و یا الکترود است.
بوز و همکارانش، از جمله رابرت کرانز، استاد زیست شناسی، نشان دادند که سویه طبیعی Rhodopseudomonas palustris TIE-1 مجاری برای پذیرش الکترونها در غشای بیرونی آن ایجاد می کند. این باکتریها به یک مولکول یاور حاوی آهن متکی هستند که به نام سیتوکروم deca-hema c شناخته می شود. با پردازش این پروتئین، TIE-1 می تواند یک پل ضروری برای منبع الکترون خود باشد.
جذب الکترون خارج سلول یا EEU می تواند در شرایط کمبود مواد مغذی به زنده ماندن میکروب ها کمک کند.
اکنون که بوز این سازوکارها را پشت EEU ثبت کرده است، وی امیدوار است که از آن به عنوان یک نشانگر بیولوژیکی برای شناسایی سایر باکتریهای مصرف کننده برق در طبیعت استفاده کند. این یافته ها به محققان کمک می کند تا اهمیت این عملکرد را در تکامل متابولیک و محیط زیست میکروبی درک کنند.
منبع:
Dinesh Gupta, Molly C. Sutherland, Karthikeyan Rengasamy, J. Mark Meacham, Robert G. Kranz, Arpita Bose. Photoferrotrophs Produce a PioAB Electron Conduit for Extracellular Electron Uptake. mBio, 2019; 10 (6) DOI: 10.1128/mBio.02668-19
