Filamen bakteri tersembunyi mendukung jaringan listrik alam

Protein seperti rambut yang tersembunyi di dalam bakteri bertindak sebagai semacam saklar on-off untuk “jaringan listrik” alam, jaringan global kawat nano yang dihasilkan bakteri yang menembus semua tanah bebas oksigen dan cekungan laut dalam, para peneliti Yale melaporkan dalam jurnal. sifat pemarah. “Bumi di bawah kaki kita, seluruh dunia, adalah konduktif listrik,” kata Nikhil Malvankar, profesor biofisika molekuler dan biokimia di Institut Ilmu Mikroba di Kampus Barat Universitas Yale dan penulis senior penelitian. Filamen bakteri yang sebelumnya tersembunyi ini adalah saklar molekuler yang mengontrol pelepasan kawat nano yang membentuk jaringan listrik alam.

Semua makhluk hidup menghirup oksigen untuk membuang kelebihan elektron saat mengubah nutrisi menjadi energi. Namun, tanpa akses ke oksigen, bakteri tanah Hidup jauh di dalam laut atau terkubur di bawah tanah selama miliaran tahun telah mengembangkan cara untuk bernapas dengan “menghirup mineral”, seperti snorkeling, melalui untaian protein kecil yang disebut kawat nano.

Namun, cara bakteri tanah menggunakan kawat nano ini untuk menghasilkan listrik masih menjadi misteri. Sejak 2005, para ilmuwan percaya bahwa kawat nano terdiri dari protein yang disebut pili (“rambut” dalam bahasa Latin) yang ditunjukkan banyak bakteri di permukaannya. Namun, dalam sebuah penelitian yang diterbitkan 2019 Dan 2020, tim yang dipimpin oleh Malvankar telah menunjukkan bahwa kawat nano terbuat dari protein yang sama sekali berbeda. “Ini adalah kejutan bagi semua orang di lapangan, yang menimbulkan pertanyaan Ribuan posting Tentang Billy,” kata Malvankar.

Untuk studi baru, mahasiswa pascasarjana Yangqi Gu dan Vishok Srikanth menggunakan teknik pendinginan-Mikroskop elektron Untuk mengungkapkan bahwa struktur rambut ini terdiri dari dua protein dan bukannya bertindak sebagai kawat nano sendiri, filamen tetap tersembunyi di dalam bakteri dan berperilaku seperti piston, mendorong kawat nano ke lingkungan. Sebelumnya, tidak ada yang menduga struktur seperti itu.

Para penulis mengatakan bahwa memahami bagaimana bakteri membentuk kawat nano akan memungkinkan para ilmuwan untuk mengadaptasi bakteri untuk melakukan berbagai fungsi – mulai dari melawan infeksi penyebab penyakit atau limbah biologis hingga menciptakan sirkuit listrik yang hidup. Ini juga akan membantu para ilmuwan yang ingin menggunakannya bakteri Untuk menghasilkan listrik, membuat biofuel, dan bahkan mengembangkan elektronik yang dapat memperbaiki sendiri.

Penulis lainnya adalah Aldo Salazar-Morales, Ruchi Jain, Patrick O’Brien, Sophia Yi, Fadel A. Samatey, dan Sibel Ebru Yalcin, semuanya dari Universitas Yale, serta Rajesh Soni dari Universitas Columbia.