Исследователи из Йельского университета и NOVA-FCT обнаружили, как почвенные бактерии «дышат» в бескислородной среде, используя семейство белков для передачи избыточных электронов на нанопровода, создавая естественную электрическую сеть под землей. Эта решетка помогает поддерживать микробную жизнь и влияет на экологические процессы, такие как поглощение метана, что имеет решающее значение в борьбе с глобальным потеплением. Фото: SciTechDaily.com
Почвенные бактерии используют белки для питания нанопроводов, образуя подземную электрическую сеть, которая поддерживает жизнь и влияет на выбросы метана.
Чтобы «дышать» в среде без кислорода, бактерии в земле под нашими ногами полагаются на одно семейство белков, которые переносят избыточные электроны, образующиеся во время «сжигания» питательных веществ, на электрические волоски, называемые нанопроводами, выступающими из их поверхности. исследователи из Йельский университет и Школа науки и технологий NOVA Лиссабонского университета NOVA (NOVA-FCT).
Это семейство белков, по сути, действует как пробка, которая приводит в действие эти нанопровода, создавая естественную электрическую сеть глубоко внутри Земли, которая позволяет многим типам микробов выживать и поддерживать жизнь, сказал один из старших авторов нового исследования Нихил Малванкар, доцент. из факультета молекулярной биофизики и биохимии Йельского университета и Института микробных наук, а также Карлос Салгейро, профессор NOVA-FCT.
Открытие семейства белков, которые действуют как энергетические «пробки» для зарядки бактериальных нанопроводов. 1 кредит
Наука выживания: микробные нанопроволоки
Лаборатория Малванкара и лаборатория Салгейро тщательно изучили компоненты этой микробной электрической сети. Однако было неясно, как бактерии могут передавать избыточные электроны, образующиеся в результате метаболической активности, в нанопроволоки, выступающие из их поверхности и соединяющиеся с минералами или соседями. Они обнаружили, что многие виды почвенных бактерий зависят от одного широко распространенного семейства цитохромов внутри их тел, которые заряжают нанопровода.
Воздействие на окружающую среду и будущий потенциал
Понимание деталей зарядки нанопроводов важно для потенциальной разработки новых источников энергии и новых биоматериалов, а также для их воздействия на окружающую среду. Малванкар и Салгейро отмечают, что микробы поглощают 80% метана в океане, который является основным фактором глобального потепления, выбрасываемого со дна океана. Однако на долю микробов на поверхности Земли приходится 50% выбросов метана в атмосферу. По их словам, понимание различных метаболических процессов может помочь уменьшить выбросы метана.
Об исследовании сообщалось в журнале Природные коммуникации. Эту работу возглавляли соавторы Пилар Портела и Кэтрин Шиппс, а также Конг Шен и Вишок Шрикант.
Ссылка: «Распространенные внеклеточные пути переноса электронов для зарядки нанопроволок микробного цитохрома OmcS через периплазматические цитохромы PpcABCDE», Пилар К. Портела, Кэтрин С. Шиппс, Конг Шен, Вишок Шрикант, Карлос А. Салгейро и Никхил С. Малванкар, 20 марта 2024 г., Природные коммуникации.
DOI: 10.1038/s41467-024-46192-0