Gut-Bacteria

باکتری‌های تولید کننده‌ی الکتریسیته

پژوهش های جدید یک حقیقت شگفت انگیز را درباره‌ی باکتری های درون روده بازتاب می نماید: آن ها می‌توانند برق تولید کنند.

باکتری های الکتروژنیک، باکتری هایی هسند که قادرند مقدار مشخصی برق تولید نمایند. به همین دلیل، پژوهش های پیش رو به دنبال راهی هستند که از این میکروارگانیسم ها برای تولید ابزار باطری مانند با طول عمر بالا استفاده ببرند. تا کنون، باکتری های الکتروژنیک، تقریبا در محیط زیست های طبیعی مانند رسوبات ته نشین شده در آب، یافت شده اند. این محیط ها اغلب بی هوازی اند به این معنی که این محیط ها فاقد اکسیژن تازه است. هم اکنون، محققین از دانشگاه Berkeley کالیفرنیا، صدها نوع باکتری در روده‌ی انسان کشف نموده اند که این انواع، شامل باکتری های الکتروژنیک نیز می شود.

این باکتری ها شامل انواع مختلفی از باکتری ها هستند: باکتری های بیماری زا و باکتری های پروبیوتیک (مفید) که سلامت روده را بهبود می بخشند. باکتری های الکتروژنیک داخل روده با مکانیسم متفاوت تری از باکتری های محیط زیست، برق تولید می‌کنند.

محققان به رهبری پروفسور Dan Portnoy، این کشف مهم خود را در ژورنال Nature به چاپ رساندند.


بیشتر بخوانید:استفاده از باکتری در بیوسنسورها


Bacteriaکشف شگفت انگیز

پروفسور Portnoy و تیم اش درباره‌ی انواعی از باکتری های تولید کننده‌ی الکتریسیته که کشف کردند، صحبت به میان آورده اند. این باکتری ها شامل Listeria monocytogenes که عامل اسهال است، Clostridium perfringens که باعث به وجود آمدن gangrene (خون مردگی) و Enterococcus faecalis که باعث بیماری زایی در بعضی از مواقع بستری شدن در بیمارستان است. اگرچه بسیاری از باکتری های الکتروژنیک روده، بی خطرند. بعضی از آن ها مفیدند در حالی که بعضی دیگر مانند Lactobacilli در حیطه تخمیر فعالیت می کنند.

پروفسور Dan Portnoy می گوید:

واقعیت این است که عوامل مخرب متعددی که روی انسان اثر می گذارد، چه به عنوان باکتری ها و عوامل بیماری زا و یا باکتری های مفید و چه به عنوان باکتری های هم زیست و یا باکتری هایی که در تخمیر محصولات انسانی تاثیر گذارند، تولید الکتریسیته می نمایند که قبلا به این موارد دست نیافته بودند.

او اضافه کرد: “[این تحقیقات] به ما کمک شایانی می کند تا متوجه شویم که این باکتری ها چه گونه روی ما اثر می گذارند و به باعث بهبود وضع سلامتی روده‌ی ما می شون.”

همچنین پژوهشگران امیدوارند که یافته های غیر مترقبه‌ی  آن ها برای پروژه های آینده مفید گردد و هدف پژوهش های آینده، ساختن سوخت سلولی میکروبی باشد که یک روش خلاقانه برای تولید انرژی برگشت پذیر است.

آن ها بین می دارند که باکتری ها به عنوان قسمتی از متابولیسمشان، الکتریسیته تولید می کنند و این پروسه به نفس کشیدن تعبیر می گردد. به هر حال، موجودات زنده مانند گیاهان و جانوران که در محیط هایی ژندگی می کنند که به اکسیژن دسترسی دارند، از همان اکسیژن برای انجام متابولیسم های خود استفاده می کنند و [در مقابل] باکتری هایی که در محیط های بی هوازی می بایست از عناصر شیمیایی خودشان برای انجام فعالیت های حیاتی بهره ببرند. پس باکتری هایی که در اعماق دریاچه ها زندگی می کنند از مواد معدنی مثل آهن یا منگنز استفاده می کنند و در حین این متابولیسم های پیچیده، بدین طریق الکتریسیته تولید می نمایند.


بیشتر بخوانید:باکتری‌های روده و ارتباط آن با استرس


آیا پروسه‌ی تولید الکتریسیته در باکتری های روده آسان تر است؟

اگر چه باکتری هایی که در روده یافت شده به نظر می رسد که پروسه‌ی تولید الکتریسیته‌ی ساده تری دارند، آن ها از ترکیب آلی شناخته شده ای به نام فلاوین که ویتامین B2 از آن مشتق است، بهره می برند.

Sam Light نویسنده‌ی مقاله می گوید: “به نظر می رسد که ساختار سلولی این باکتری ها و محیط زیست غنی از ویتامین، باعث شده که این سلول ها به طور قابل توجهی ساده تر و مقرون به صرفه تر برای انتقال الکترون ها از سلول باشند.”

او اضافه نمود:

به این ترتیب، ما می پنداریم که باکتری های معدنی که به صورت قراردادی مورد مطالعه قرار می گیرند از انتقال الکترون خارج سلولی استفاده کرده زیرا برای بقای موجود، حیاتی است، این باکتری هایی که جدیدا شناخته شده اند از این روش استفاده می کنند چرا که آسان است.

در همکاری با متخصصین از آزمایشگاه بین المللی Lawrence Berkeley در دانشگاه کالیفرنیا، Light و همکارانش، تست ها را به صورتی طراحی کرده اند تا متوجه شوند، باکتری های روده به چه میزان قادر به تولید الکتریسیته اند. آن ها متوجه شدند که این باکتری ها تقریبا به اندازه‌ی دیگر انواع باکتری های الکتروژنیک، الکتریسیته تولید می کنند که این به مقدار صد هزار الکترون در هر ثانیه و در هر سلول است.


بیشتر بخوانید:ارتباط میکروبیوم های روده با سرخرگ ها


 

نمره شما به این پست