В будущем бактерии можно будет использовать в качестве источника электроэнергии

Последние несколько лет исследователи пытались зарегистрировать электрические токи, генерируемые бактериями в процессе метаболизма, однако передача тока от бактерии к электроду оказалась малоэффективной. Недавно исследователям удалось улучшить эффективность этого процесса.

Одна из основных задач, стоящих перед человечеством — создание возобновляемых и стабильных источников энергии. Всё больше внимания ученых привлекает один из таких возможных источников — бактерии.

«Мы отбираем электроны у бактерий и переносим их на электрод. Это позволяет получать электрический ток от бактерий в реальном времени, когда они питаются, — объясняет профессор химии из Лундского университета Ло Гортон. — Это исследование является прорывным для понимания механизма внеклеточного переноса электронов у бактерий».

Внеклеточный перенос электронов подразумевает электрический ток, который бактерия способна создавать вне себя. Сложность в утилизации такого рода энергии заключается в необходимости создания молекулы, которая проникла бы внутрь бактерии сквозь толстую оболочку и обеспечила более эффективный отбор электронов. Исследователи создали искусственную молекулу — окислительно-восстановительный полимер. В опытах использовались распространённые кишечные бактерии Enterococcus faecalis, которые есть и у людей, и у животных.

Результаты исследования имеют важность не только в контексте возможности получения электроэнергии от бактерий — они помогают лучше понять, как бактерии взаимодействуют с окружающей средой. По-видимому, бактерии используют внеклеточный перенос электронов как средство коммуникации и с молекулами, и с другими бактериями.

«Перенос электронов может быть очень важен не только для взаимодействия бактерий с различными молекулами и друг с другом в пищеварительной системе человека, но также и в более широком аспекте. Сейчас считается, что многие геологические процессы происходят под влиянием бактерий», — говорит Ло Гортон.

Понимание процессов жизнедеятельности бактерий и их взаимодействия с окружающей средой важно в разных контекстах. Например, бактерии могут использоваться в производстве биотоплива, в так называемых микробиальных топливных элементах. Особенно интересны процессы получения энергии от бактерий, использующих фотосинтез. Если их присоединить к электродам, на свету они будут вырабатывать электроэнергию, что было продемонстрировано группой Ло Гортона в предыдущих работах.

Более глубокие знания о бактериях могут пригодиться при использовании микробов для очистки сточных вод, для получения молекул, синтез которых затруднён, или для превращения углекислого газа в полезный материал.