I batteri del suolo e il loro incredibile potere

Nonostante siano un decimo di una cellula umana hanno una “energia” incredibile

Nonostante i batteri siano un decimo delle dimensioni delle cellule umane, hanno meccanismi respiratori più complessi degli umani.

E mentre gli animali superiori producono anidride carbonica quando respirano, alcuni batteri quando “espirano” possono generare addirittura una corrente elettrica. Una caratteristica che ha incuriosito non poco gli scienziati.

È grazie ad una proteina, infatti, che i batteri del suolo possono generare elettricità nelle celle a combustibile microbiche.

A dimostrarlo è un nuovo studio pubblicato sulla rivista Nature Chemical Biology, nel quale i ricercatori della Yale University e del Pacific Northwest National Laboratory di Washington hanno riferito che un batterio del suolo noto come Geobacter sulfurreducens può essere stimolato con un campo elettrico per produrre nanofili proteici altamente conduttivi in sistemi bioelettrochimici.

La capacità di questi nanofili microbici di generare corrente è dovuta alla presenza di una proteina della superficie esterna in grado di promuove il trasferimento di elettroni a vari accettori di elettroni presenti nell’ambiente. I ricercatori hanno quindi notato che questi nanofili prodotti da G. sulfurreducens possono trasdurre stimoli meccanici e chimici in segnali elettrici per una varietà di scopi biologici, tra cui rilevamento, sintesi e produzione di energia.

Questi nanofili sono costituiti da minuscoli filamenti proteici elettricamente conduttivi 100.000 volte più piccoli della larghezza di una ciocca di capelli umani.

Ma nonostante le loro piccole dimensioni, queste nanostrutture sono in grado di fare cose incredibili – in questo caso, esportando elettroni migliaia di volte la lunghezza di una cellula di G. sulfurreducens.

Questo processo di traslazione degli elettroni consente al G. sulfurreducens di respirare in ambienti difficili dove sono assenti gli accettori di elettroni che possono passare attraverso la membrana cellulare, come l’ossigeno.

G. sulfurreducens vive normalmente in terreni affamati di ossigeno. La sua capacità di sviluppare nanofili è un adattamento che gli consente di utilizzare le risorse naturali disponibili nell’ambiente circostante.

Sotto l’influenza di un campo elettrico, il microbo forma biofilm di 100 micrometri sugli elettrodi e produce un’elevata densità di corrente.

Malvankar e i suoi colleghi hanno riferito che le cellule di G. sulfurreducens formavano delle vere e proprie pile interconnesse sugli elettrodi e, se stimolate con un campo elettrico, esportavano elettroni attraverso una singola rete condivisa.

“Si accumulano come appartamenti a molti piani, alti centinaia di piani. E possono condividere tutti la stessa rete elettrica, scaricando costantemente elettroni “, ha detto il ricercatore.