Исследователи из Йельского университета и NOVA-FCT обнаружили, как почвенные бактерии «дышат» в бескислородной среде, используя семейство белков для переноса избыточных электронов на нанопровода, создавая естественную электрическую сеть под землей. Такие сети помогают поддерживать микробную жизнь и влиять на экологические процессы, такие как поглощение метана, что имеет решающее значение для контроля глобального потепления.
Почвенные бактерии используют белки для питания нанопроводов, создавая подземную сеть, которая поддерживает жизнь и влияет на выбросы метана. Чтобы «дышать» в бескислородной среде, бактерии под нашими ногами полагаются на одно семейство белков, которые переносят избыточные электроны, образующиеся во время «сжигания» питательных веществ, на нанопровода, называемые электрическими волосками, которые торчат из их поверхности, обнаружили исследователи из Йельского университета и Института науки и технологий Университета Нова в Лиссабоне (NOVA-FCT).
Эта серия белков, по сути, действует как пробки, питая эти нанопровода, образуя естественную электрическую сеть глубоко под Землей, которая позволяет многим типам микроорганизмов выживать и поддерживать жизнь, говорят состаршие авторы нового исследования Нихил Малванкар, доцент кафедры молекулярной биофизики и биохимии Йельского университета и Института микробных наук, и Карлос Салгейро, профессор Исследовательского центра Нова.
Компоненты этой микробной сетки тщательно изучались в лабораториях Марванкара и Сальгеро. Однако было неясно, как бактерии переносят избыточные электроны, генерируемые в результате метаболической активности, на нанопроволоки, которые выступают из их поверхности и соединяются с минералами или соседями. Они обнаружили, что многие виды почвенных бактерий полагаются на одно широкое семейство цитохромов в своем организме, чтобы заряжать нанопровода.
Понимание деталей зарядки нанопроводов важно для разработки потенциала новых источников энергии и новых биоматериалов, а также их воздействия на окружающую среду. Марванкар и Сальгеро отметили, что микроорганизмы поглощают 80% метана в океане, а метан выбрасывается с морского дна и вносит основной вклад в глобальное потепление. Однако на долю микроорганизмов на поверхности Земли приходится 50% метана, выбрасываемого в атмосферу. По их словам, понимание различных метаболических процессов может помочь снизить выбросы метана.
Об исследовании сообщается в журнале Nature Communications. Работу возглавляли соавторы Пилар Портела и Кэтрин Шиппс, а также Конг Шен и Вишок Шрикант.
Составлено по материалам: ScitechDaily.