L'estudi suggereix que els bacteris probiòtics i els superbugs poden produir electricitat

Els científics han descobert que centenars d'espècies bacterianes són capaces de produir electricitat i que molt bé podrien ser cooptades per crear "bateries vives".

Mentre que els investigadors han sabut que els bacteris que es troben en entorns exòtics com el fons de l'oceà són electrògens, un nou estudi publicat a la revista Naturalesa és la primera vegada que els científics han descobert que els bacteris que interactuen amb els humans són també electrogènic.

Aquests bacteris van des del tipus que causa la diarrea fins als que fermenten el iogurt. Molts omplen l'intestí humà i entenen com aquests bacteris desenvolupen capacitats que produeixen electricitat poden revelar com infecten els humans o per què ens mantenen sans.

Com a estudi del coautor i de la Universitat de Califòrnia, el company postdoctoral de Berkeley, Sam Light Invers que en els darrers 30 anys els científics han adonat cada vegada més que els bacteris que viuen en entorns rics en òxids minerals, com l’òxid de ferro i l’òxid de manganès, poden sobreviure a causa d’un procés anomenat extracel·lular transferència d’electrons. Això significa que produeixen electricitat com a part del seu metabolisme, diu Light.

El motiu pel qual alguns bacteris generen electricitat és similar al perquè respirem oxigen: per donar suport a la producció d'energia. Al cos humà, els electrons es transfereixen a les molècules d’oxigen de les mitocòndries dins de cada cèl·lula. Però els bacteris que viuen al nostre intestí no tenen accés a l'oxigen, de manera que han evolucionat la capacitat d'utilitzar alternatives. Amb la transferència d'electrons extracel·lulars, aquests microbis poden "respirar" movent electrons d'alta energia fora de la cèl·lula, en forma d'electricitat.

“Hem descobert que el patogen alimentari Listeria monocytogenes "té aquesta capacitat de producció d’electricitat", explica Light. "Hem estat capaços d'identificar els gens responsables d'aquesta activitat elèctrica, i resulta que molts altres bacteris també posseeixen aquests gens, el que significa que també poden fabricar electricitat. Els bacteris amb aquests gens inclouen altres patògens que causen malalties, probiòtics i membres normals de la comunitat microbiana del nostre intestí, així com els bacteris utilitzats per a la fermentació dels aliments."

L’equip va descobrir que, quan es conreava en un matràs amb elèctrodes, el bacteri va crear un corrent elèctric mesurat en 500 microamps. Això significa que l'electricitat que poden produir fora del cos és de 100.000 electrons per segon per cèl·lula.

"No diria que estan fent electricitat dins dels nostres cossos", explica Light. "Simplement estan fent respiració fora de les seves cèl·lules. És a dir, tenen un procés que, fora del nostre cos, es pot optar per crear electricitat ".

I això és de gran interès per als científics. Al juny, la NASA va enviar bacteris generadors d'electricitat a l'Estació Espacial Internacional per veure si els microbis encara funcionen de la mateixa manera a l'espai. Si ho fan, la seva electricitat podria ser utilitzada per potenciar projectes de missió. Les forces armades dels Estats Units també donen suport econòmicament als estudis de bacteris electrogènics amb l’esperança que els bacteris puguin ser utilitzats per tractar les aigües residuals. El 2017, científics de la Universitat de Califòrnia, Santa Bàrbara, també van donar pas a la creació d’una “bateria viva” amb una cèl·lula de combustible microbiana modificada químicament.

Com que els bacteris sense oxigen passen els electrons de les seves parets cel·lulars com a mitjà de supervivència, si es manipulen correctament, també podrien contribuir a la nostra supervivència en entorns intensos.