Вчені відкрили, як бактерії «дихають» мінералами

Дослідники Єльського університету розкрили молекулярний механізм формування нанодротів у мікробах, що відкриває шлях до вдосконалення виробництва електроенергії, зменшення забруднення та скорочення рівня метану. Майже всі живі організми використовують кисень для видалення надлишкових електронів, які утворюються під час перетворення поживних речовин в енергію.

Однак багато мікробів, які відіграють ключову роль у зменшенні забруднення та боротьбі зі змінами клімату, не мають доступу до кисню. Натомість ці бактерії — які живуть у ґрунті або на дні океанів — еволюціонували, щоб «видихати» електрони через мінерали в ґрунті, використовуючи крихітні білкові нитки, відомі як нанодроти.

Розкриття механізму формування нанодротів

У попередніх дослідженнях команда під керівництвом Ніхіла Малванкара, доцента молекулярної біофізики та біохімії Єльського інституту мікробіологічних наук, з’ясувала, що нанодроти складаються з ланцюга гемових молекул, подібних до гемоглобіну в нашій крові, які викидаються у навколишнє середовище для транспортування електронів.

Однак для того, щоб використовувати потенціал цих мікробів, вченим потрібно зрозуміти, як саме формуються нанодроти. Команда Єльського університету під керівництвом Цуна Шена виявила механізм, що забезпечує формування нанодротів, що робить можливими їх практичне застосування.

Зі 111 гемових білків лише три можуть полімеризуватися, утворюючи нанодроти. Дослідники не лише ідентифікували механізм, який дозволяє цим білкам формувати нанодроти, але й продемонстрували, що зміна окремих компонентів цього механізму може пришвидшити утворення нанодротів і зростання бактерій. Цей прорив є важливим кроком у розробці бактерій для ефективного виробництва електроенергії, очищення води від забруднень і зниження рівня метану в атмосфері.