Bateriile de mâine ar putea avea o inimă „vie”. O echipă de la University of East Anglia (UEA) 1 din Marea Britanie, în colaborare cu Pacific Northwest National Laboratory 2 din Statele Unite, a prezentat în premieră structura exactă a unor proteine care permit anumitor bacterii să miște sarcini electrice în exteriorul membranei celulare.
Descoperirea, publicată în Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS 3), reprezintă un important pas înainte în vederea dezvoltării unor aplicații revoluționare. Mai exact, cercetătorii speră să reușească să „lege” aceste bacterii de electrozi, în vederea punerii la punct a unor bio-baterii eficiente sau chiar utilizarea lor pentru asanarea zonelor contaminate cu metale grele. „Este un progres excitant pe drumul descifrării modului în care anumite specii bacteriene mișcă electronii din interiorul în exteriorul unei celule”, a comentat Tom Clarke, coordonator al proiectului în cadrul Școlii de Științe Biologice a Universității East Anglia.
Cine sunt aceste ciudate bacterii-electricieni? Cercetătorii britanici s-au concentrat asupra unor exemplare de Shewanella oneidensis, o bacterie prezentă în sol și în sedimentele lacustre, care poate supraviețui și în condiții anaerobe, adică fără oxigen. Aceste bacterii adoptă un sistem de respirație celulară bazat pe transferul de electroni la metalele cu care intră în contact. Acceptarea electronilor de către metale, un proces chimic numit „reducere”, le furnizează bacteriilor energia necesară.
Clarke și colegii studiază bacteria în chestiune încă din 2009: atunci au descoperit că Shewanella poate construi filamente de proteine separate de atomi de fier. Filamentele respective, de dimensiuni nanometrice, se comportă precum niște fire electrice, fiind capabile să transporte electronii în exteriorul membranei celulare. În noul lor studiu, oamenii de știință au utilizat tehnici sofisticate de cristalografie cu raze X, pentru a studia în detaliu structura proteică a acestui bio-circuit, concentrându-se asupra proteinelor prezente pe membrana bacteriei.
Și tocmai structura moleculară a acestor proteine, cu o dimensiune de câteva milionimi de milimetru, le-a permis ulterior cercetătorilor să conceapă câteva modele pentru a descrie în detaliu dinamica transferului de electroni. „Identificarea structurii moleculare exacte a proteinelor-cheie implicate în acest proces este esențială pentru o viitoare utilizare a microbilor ca sursă de electricitate”, a explicat Clarke. Iar aplicațiile acestei bacterii nu se reduc doar la realizarea bio-bateriilor. Shewanella oineidensis poate converti metalele grele în formă non-solubilă, împiedicâd dizolvarea lor în apă și contaminarea apelor subterane.
Sursa: La Repubblica
