Некоторые микроорганизмы пользуются проводами для получения энергии

Клетки способны удовлетворять свои энергетические потребности в электричестве посредством нанопроводных связей.

Исследователи из института Макса Планка открыли эти возможно наименьшие энергосистемы в мире, исследуя совокупности разлагающих метан микроорганизмов. Они состоят из двух совершенно разных клеточных типов, которые могут разлагать метан лишь вместе.

Между клетками ученые нашли похожие на провода связи, которые участвуют в энергообмене.

В 2010 году было совершено удивительное научное открытие: исследователи выявили электропроводку между микроорганизмами, использующими железо в качестве источника энергии.

Немедленно возник вопрос: а не распространен ли электрический обмен в других реакциях с участием микробов? Одним из исследуемых процессов было анаэробное окисление метана, ответственное за разложение парникового газа метана в океане, и потому имеющее большую значимость для климата Земли. Впервые вовлеченные в процесс микроорганизмы были описаны исследователями из Бремена в 2000 году, и с тех пор экстенсивно изучались.

Парниковый метан в океане

В океане метан вырабатывается в процессе разложения биомассы в субповерхностных отложениях. Метан начинает подниматься, но, прежде чем достичь водяного столба, он разлагается специальным консорциумом архей и бактерий.

Археи потребляют метан и окисляют его, преобразуя в карбонат. Далее они передают энергию партнерским бактериям, так, чтобы реакция продолжалась. Бактерии для получения энергии вместо кислорода вдыхают сульфат. Таким мог быть древний метаболизм, ведь миллиарды лет назад в земной атмосфере не было кислорода. И все же до сих пор не известна биохимическая природа анаэробного окисления метана.

Мы сосредоточились на теплолюбивых консорциумах микроорганизмов, обитающих при температуре 60 градусов по Цельсию. Впервые нам удалось выделить партнерские бактерии, чтобы выращивать их отдельно. Затем мы систематически сравнивали физиологию изолятов с естественной культурой, сообщил исследователь Гюнтер Веджнер. Мы хотели понять, какие вещества могут служить энергоносителем между археями и преобразователями сульфата.

Большинство веществ удалось исключить достаточно быстро. Сначала в качестве источника энергии рассматривали водород. Однако археи не вырабатывают достаточно водорода, чтобы можно было объяснить рост преобразующих сульфат бактерий. Следовательно, ученым необходимо было изменить стратегию.

Это действительно провода!

Одной возможной альтернативой стал поиск прямых соединений, направляющих электроны между клетками. Идея подтвердилась в теплолюбивых культурах микроорганизмов с помощью электронного микроскопа.

Было действительно важно увидеть похожие на кабели структуры, заметил Дитмар Ридел, глава комплекса электронной микроскопии в институте Макса Планка. Мы поместили скопления под высокое давление с помощью различных вложенных сред. Затем ультратонкие секции этих скоплений исследовались в почти естественном состоянии с помощью трансмиссионного электронного микроскопа.

И — бинго! — гипотеза ученых подтвердилась.

Мы нашли все необходимые для биосинтеза клеточных связей гены, заявила соавтор статьи докторант Виола Кракенберг. Гены активируются только тогда, когда в качестве источника энергии используется метан, и между археями и бактериями формируются пили или палочковидные выросты.

Провода длиной несколько микрометров безусловно длиннее клеток, но их диаметр всего несколько нанометров. Они обеспечивают контакт между близко расположенными клетками и объясняют пространственную структуру всего консорциума микроорганизмов.

В природе таких консорциумов архей и бактерий много. В дальнейшем мы намерены узнать, есть ли подобные наносвязи у других типов микроорганизмов. Важно понять, как функционируют разлагающие метан микробные объединения, ведь в природе они играют важные функции, заключил лидер исследовательской группы из института Бремена Антье Ботиус.

Результаты опубликованы в издании Nature.

21.10.2015



Про инновации и не только


Живая природа



Ученые разгадали тайну снежинкиУченые разгадали тайну снежинки

Свыше 400 лет назад известный математик и...

Рыба ищет где глубже, а человек ищет рыбуРыба ищет где глубже, а человек ищет рыбу

Морские биологи из университета Вашингтон...

В Финляндии породы деревьев распознают с помощью лазерных систем сканированияВ Финляндии породы деревьев распознают с помощью ...

На планете существуют разные виды деревьев, ча...

Что общего между собаками, детьми и иностранцами?Что общего между собаками, детьми и иностранцами?

Замечали ли вы, что мы часто го...

Открыт новый доисторический вид птицОткрыт новый доисторический вид птиц

Группа геологов из университета Рочестера...

Раскрыт принцип действия вентиляторов в ульяхРаскрыт принцип действия вентиляторов в ульях

Давно известно, что во время резкого...

Риск гибели заставляет обезьян взрослеть раньше времениРиск гибели заставляет обезьян взрослеть раньше в...

То, как у разных видов растут детены...

Привлекайте только тех, кого любитеПривлекайте только тех, кого любите

Какие лампы позволят насладиться летним вечеро

Ученые установили, что палочники ходят совсем не так, как считалось до сих порУченые установили, что палочники ходят совсем не ...

Палочники — популярная модель для&n...

Некоторые микроорганизмы пользуются проводами для получения энергииНекоторые микроорганизмы пользуются проводами для...

Клетки способны удовлетворять свои энергетичес...

У живых организмов открыта удивительная реакция на светУ живых организмов открыта удивительная реакция н...

Ученые из Массачусетского технологическог...

Аллигаторы, кайманы и другие, возможно, не перенесут похолоданияАллигаторы, кайманы и другие, возможно, не перене...

Меняющийся уровень моря и глобальное похо...

В ДНК червей найден выключатель старостиВ ДНК червей найден выключатель старости

Биологи из США как никогда близ...

Ученые выявили гены, связанные с электротаксисомУченые выявили гены, связанные с электротаксисом

Многие живые существа реагируют на электр...

Птицы используют контрольное взвешивание, выбирая пищуПтицы используют контрольное взвешивание, выбирая...

Хотя контрольных весов у них нет, не...

Британские тюлени глохнут из-за прибрежных ветряковБританские тюлени глохнут из-за прибрежных ветряк...

Шум от установки свай в ходе построй...

Ученые: блеяние - важный инструмент общенияУченые: блеяние - важный инструмент общения

Под блеянием обычно понимается крик овцы ...

Геккон-питбуль может подорвать здоровье хозяевГеккон-питбуль может подорвать здоровье хозяев

Токайский геккон, который за свой упрямый...

Ученые восстановили процесс превращения челюсти рептилий в птичий клювУченые восстановили процесс превращения челюсти р...

Ученые успешно копировали молекулярные процесс...

Зачем птицы строят куполообразные гнезда?Зачем птицы строят куполообразные гнезда?

Как защитить птенцов от хищников? Построй

Выяснилось, чем некоторые акулы расплачиваются за физиологические преимуществаВыяснилось, чем некоторые акулы расплачиваются за...

Исследователям давно известно, что некото...

Эпоха использования опасных пестицидов подходит к концуЭпоха использования опасных пестицидов подходит к...

Британские ученые, которых часто обвиняют в&nb...

Обнаружена одна из наиболее редких акул в миреОбнаружена одна из наиболее редких акул в мире

Маленькая и редкая разновидность акулы пр...

Исследование: Птицы компенсируют стресс, пережитый в детствеИсследование: Птицы компенсируют стресс, пережиты...

Быть птенцом дикой птицы — всегда с...

Навыки планирования пути у шимпанзе напоминают способности ребенкаНавыки планирования пути у шимпанзе напоминают сп...

Шимпанзе проявили незначительную, но явну...

Появилась новая версия рождения детенышей водных динозавровПоявилась новая версия рождения детенышей водных ...

Хотя ученые и не присутствовали при&...

Древнее хищное членистоногое обладало многозадачными придаткамиДревнее хищное членистоногое обладало многозадачн...

Берджес-Шейл, Канада, является наиболее извест...

Тасманский ласточковый попугай может повторить судьбу додоТасманский ласточковый попугай может повторить су...

Обитающий на острове Тасмания ласточковый...

Пчелы используют разные генетические тропы для борьбы с инфекциямиПчелы используют разные генетические тропы для бо...

Медоносные пчелы используют различные наборы г...

Поиск на сайте

Магазин

  
Silicon Power Slim S55 120GB (SP120GBSS3S55S25) SSD-накопитель4290.00 руб.

Знатоки клуба инноваций



ТОП - Новости мира, инновации

Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?
Мастерские инноваций открылись в Казани на три дняМастерские инноваций открылись в Казани на три дня
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
Новости науки в массы следует нести в упрощенном форматеНовости науки в массы следует нести в упрощенном форма
Инвестиции в инновации: инертность преодоленаИнвестиции в инновации: инертность преодолена
В Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр Cisco. На очереди еще одинВ Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр
«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в строю«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в стро
Британский ученый выяснил, кому реже одобряют кредитБританский ученый выяснил, кому реже одобряют кредит
Спасти Тасманского ДьяволаСпасти Тасманского Дьявола
Исследована галактика с активным формирование звездИсследована галактика с активным формирование звезд
Щепотка калия позволит лучше сохранять водородЩепотка калия позволит лучше сохранять водород
Классическая музыка полезна для новорожденныхКлассическая музыка полезна для новорожденных
Шизофреники непредсказуемы и способны на убийствоШизофреники непредсказуемы и способны на убийство
Солнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на МарсСолнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на

Новости компаний, релизы

Как в Костанае тонули автомобилиКак в Костанае тонули автомобили
Instamart теперь доставляет из Selgros и гипермаркетов ЛентаInstamart теперь доставляет из Selgros и гипермаркетов
Топ-9 городов будущего, где стоит побыватьТоп-9 городов будущего, где стоит побывать
В Казани пройдет городской турнир «Кожаный мяч – Кубок Coca-Cola»В Казани пройдет городской турнир «Кожаный мяч – Кубок
Программист автоматизировал поиск ошибок в автоматикеПрограммист автоматизировал поиск ошибок в автоматике