Учені давно знають, що бактерії Shewanella oneidensis, які існують у глибинах океанів і грунтах, здатні виробляти електричний струм при контакті з важкими металами, наприклад, залізом і марганцем.

У дослідженні, опублікованому в журналі «Proceedings of the National», показано, як ці білки з високою швидкістю можуть «транспортувати» електрони через мембрану для виробництва необхідної для життя бактерії кількості енергії. Подібно до того, як люди дихають киснем і використовують його для генерації енергії, бактерії Shewanella можуть використовувати мінерали на зразок оксиду заліза для дихання. Головний автор дослідження Лян Ши з Тихоокеанської північно-західної національної лабораторії (Pacific Northwest National Laboratory) зазначає, що бактерії виробляють струм шляхом переміщення електронів через клітинні мембрани, але «яким чином електрони передаються від бактерій до мінералів остаточно не було зрозуміло».

У вчених є дві версії, як здійснюється цей процес. Білки або транспортують електрони безпосередньо на поверхню мінералу або за допомогою інших молекул «переносять» електрони через клітинну мембрану.

Для демонстрації процесу вироблення електричного струму мембранними білками дослідники використовували «пухирчасту» структуру молекул жирів, що всіяна білками, які могли б імітувати клітинну мембрану. Вчений зазначає: «Простіше досліджувати подібні бульбашки, ніж реальні бактеріальні клітини, переповнені іншими структурами». Експерименти проводили в безкисневому середовищі, оскільки кисень може брати участь у хімічних реакціях.

Бульбашки, які містилися всередині «донора» електронів, піддавали впливу мінералів (залізовмісних) ззовні. Дослідникам вдалося виміряти швидкість струму, який проходив через мембрану. Вона виявилася високою, завдяки чому вчені припустили, що бактерії використують цей механізм у природних умовах для створення власних електричних струмів

Том Кларк із Університету Східної Азії каже: «Наше дослідження засвідчує, що ці білки можуть безпосередньо «доторкатися» до поверхні мінералів і виробляти електричний струм. А це означає, що бактерії можуть передавати електрику через мембрани, перебуваючи на поверхні мінералу або металу».
Якщо учені краще зрозуміють процеси, які відбуваються за участю бактерій, це допоможе створити біобатареї, повідомляє infuture.ru.