1 apr. 2013
2 minuten
Zoals wij zuurstof ademen, kunnen bepaalde bacteriën leven op ijzer. Als duidelijk is hoe dat mechanisme werkt, kunnen we de microben gebruiken om bodemverontreiniging op te ruimen, om kooldioxide in te vangen of om bacteriële batterijen te maken.
In de Proceedings of the National Academy of Sciences beschrijft een groep wetenschappers nu hoe proteïnen op het oppervlak van bacteriën een elektrische stroom produceren, simpelweg door contact met een mineraal oppervlak en het ijzer daarvan in te ademen. Om dat te onderzoeken simuleerde het team een bacterie met alleen de proteïnen waarvan zij dachten dat die de elektronen van het inwendige van de microbe transporteren naar het minerale gesteente. Deze proteïnen werden ondergebracht in vetbolletjes die vergelijkbaar zijn met het celmembraan van de bacterie. Het team toonde aan dat de proteïnen door de bolletjes uitsteken op dezelfde manier als in echte bacteriën – in dit geval de Shewanella oneidensis.
Daarna onderzochten ze hoe goed de elektronen zich verplaatsen van de inwendige elektronendonor in de microbe naar het ijzerhoudende mineraal aan de buitenkant. De gemeten snelheid was hoog genoeg om spreken van ‘ademhaling’ en te concluderen dat deze proteïnen de enige zijn die in bacteriën elektriciteit geleiden.
Naast het opruimen van verontreiniging en biobatterijen, is het onderzoek van belang voor het begrip van de manier waarop koolstof zich door de atmosfeer, de oceanen en het land heenwerkt. Als wetenschappers de elektronentransfer begrijpen, kunnen ze leren hoe bacteriën de koolstofcyclus beheren.
Brandstofcellen
In ieder geval zien de onderzoekers goede mogelijkheden om deze bacteriën te gebruikn als microbe-brandstofcellen, waarmee elektriciteit kan worden gegenereerd door de afbraak van huisvuil of landbouwdval. Ook zouden de microben kunnen worden ingezet als miniatuurfabriekjes .op het oppervlak van een elektrode, waar chemische reacties plaatsvinden in de cel met behulp van het elektische vermogen dat door de elektrode via de proteïnen wordt geleverd.
Het onderzoek werd uitgevoerd door Thomas A. Clarke, Gaye White, Julea N. Butt, en David J. Richardson van de University of East Anglia en Zhi Shi, Liang Shi, Zheming Wang, Alice C. Dohnalkova, Matthew J. Marshall, James K. Fredrickson en John M Zachara van het Pacific Northwest National Laboratory van het Amerikaanse Ministerie van Energie. Het werk werd gesteund door het Office of Science van dit minsterie en de Britse Biotechnology and Biological Sciences Research Council.
Anderen lazen ook
