Бактерии проводят электроны по белковым «проводам»

Морские бактерии Shewanella oneidensis используют для дыхания неорганические субстраты, к примеру, минералы, сложенные из оксидов железа. Минерал, словно это наш кислород, служит для бактерий окислителем: на него переносятся электроны изнутри клетки, с питательных веществ, которые должны быть окислены.

То есть при контакте с металлом между ним и бактерией начинает идти электрический ток, создаваемый движущимися из клетки электронами.

Про эту особенность S. oneidensis учёные знали давно, но было непонятно, как происходит перенос электронов. Вариантов имелось два: либо сами мембранные белки производят этот перенос, либо они используют посредника, который берёт электроны с собой, а уже его самого белки переправляют через мембрану. Чтобы выяснить, какая из двух версий реальна, исследователи из лаборатории Цю-Син Цзяна в Юго-Западном медицинском центре при Техасском университете (США) создали из липидных молекул имитацию клеточной мембраны, усаженную бактериальными мембранными белками. Внутрь пузырька поместили вещества — доноры электронов; снаружи получившаяся псевдобактерия контактировала с металлической поверхностью.

Бактерии рода Shewanella на гематите (фото EMSL).

Как пишут исследователи в журнале PNAS, бактериальные белки напрямую касаются окисляющей поверхности, которая должна принять от них электроны. То есть мембранные белки сами, без посредников, служат проводниками электрического тока, своеобразными молекулярными проводами, идущими сквозь изолирующие липидные слои мембраны. На пользу прямого контакта указывала также очень высокая скорость, с которой производился перенос электронов в эксперименте.

Предполагается, что у таких бактерий большое биотехнологическое будущее. Исследователи рассчитывают использовать их как микробатарейки, которые будут питать крохотные микросхемы и электронные устройства. Но прежде нужно до конца выяснить, как работает эта бактериальная ЛЭП, причём именно в бактериях, а не только в искусственных бактериообразных липидных пузырьках.

Подготовлено по материалам LiveScience.