تولید برق از باکتری عامل اسهال

به گزارش سرویس علم و فناوری جی پلاس ، اکثر ما فقط زمانی که دچار مسمومیت غذایی می‌شویم، در مورد نقش باکتری‌های روده فکر و تلاش می‌کنیم تا بیماری خود را به آن پیوند دهیم.

میکروبیوم روده چندین هدف را دنبال می‌کند که بسیاری از آنها، از نقش آنها در تعیین گروه خون تا نقش عصبی آنها به عنوان بخشی از عملکرد سیستم عصبی روده، تازه در حال کشف شدن هستند.

یک گروه از دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا برکلی(UC Berkeley) اکنون دریافته‌اند که برخی از باکتری‌های خاص دارای خواص الکتریکی هستند.

محققان از باکتری "Listeria monocytogenes"، باکتری بیماری‌زا که سبب عفونت رایج "لیستریا" می‌شود، استفاده کردند که هر ساله تنها در ایالات متحده موجب 260 مورد مرگ می‌شود.

آنها دریافتند که باکتریوم از یک فرآیند به نام انتقال الکترون خارج سلولی(EET) استفاده می‌کند که شامل انتقال عناصر از سیتوزول(cytosol) یا مایع داخل سلولی به قسمت بیرونی سلول می‌شود.

اگرچه محققان مطالعه خود را صرفا بر روی این باکتری متمرکز کرده‌اند، اما احساس می‌کنند که چنین فرآیند انتقال الکتروژنیکی در تعدادی از باکتری‌های دیگر روده نیز وجود دارد.

محققان همچنین بر این باورند که با توجه به پتانسیل استفاده از این تحقیق برای تقویت درک اثر متقابل باکتری‌ها با پروبیوتیک‌های مختلف، به سوالاتی در مورد برخی از فرآیندهای این باکتری‌ها برای افزایش طول عمر خود پاسخ خواهند داد.

"سم لایت" نویسنده اصلی این مقاله گفت: به نظر می‌رسد ساختار سلولی این باکتری‌ها و محیط غنی از ویتامینی که آنها اشغال می‌کنند، باعث می‌شود که انتقال الکترون‌ها را از سلول به طور قابل توجهی ساده‌تر و مقرون به صرفه‌تر کنند.

وی افزود: بنابراین ما فکر می‌کنیم که باکتری‌های تنفسی معدنی که به طور معمول مورد مطالعه قرار می‌گیرند، از انتقال الکترون خارج سلولی استفاده می‌کنند، زیرا برای بقای آنها بسیار مهم است. در حالی که این باکتری‌هایی که به تازگی شناخته شده‌اند، از آن استفاده می‌کنند، زیرا آسان است.

هنگامی که چگونگی انجام این فرآیند روشن‌تر شود، آنگاه آسان‌تر خواهد بود که نقش احتمالی که باکتری می‌تواند به عنوان یک کانال برای تولید و سپس انتقال جریان الکتریکی کوچک بازی کند، ارزیابی کرد.

نقش باکتری در تولید برق

"کارولین آجو-فرانکلین" دانشمند آزمایشگاه ملی لارنس برکلی(LBNL)، برای آزمایش این ایده یک الکترود را به خدمت گرفت. با وجود اینکه جریان‌های الکتریکی نسبتا کوچکی مشاهده شد که از 500 آمپر تجاوز نمی‌کرد، وی یک تولید مستمر الکتریسیته را توسط این باکتری الکتروژنیک مشاهده کرد.

این نشان می‌دهد که اگرچه ما نباید فعلا به فکر کمک گرفتن از باکتری‌ها برای حل مشکل کمبود انرژی باشیم، اما می‌توان روی آن به عنوان یک راه حل پایدار و مهم‌تر از همه یک گزینه قابل اتکا حساب کرد.

با توجه به گفته‌های گروهی که در این تحقیق شرکت داشتند، تحقیقات آنها تنها آغاز نمایش پتانسیل این باکتری‌ها است و در طول زمان، پیوندهای بیشتری با سایر زمینه‌های علمی ایجاد خواهد شد.

"لایت" گفت: این بخش بزرگی از فیزیولوژی باکتری‌هایی است که مردم نمی‌دانستند آنها وجود دارند و می‌توان آنها را دستکاری کرد.

جزئیات این مطالعه در مقاله‌ای با عنوان "مکانیزم انتقال الکترون خارج سلولی در باکتری‌ها" منتشر شد که در مجله Nature منتشر شده است.