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



Живая природа

Журавль в небе. Ученые придумали, как исследовать миграцию птиц без поголовного кольцеванияЖуравль в небе. Ученые придумали, как исследовать...

Ученые из Массачусетского университета в&...

Крокодилы шутя перенесли Ледниковый период, но бессильны перед человекомКрокодилы шутя перенесли Ледниковый период, но бе...

Что движет эволюцией крокодилов? Основной факт...

Черная кошка пробежала. Потомство бигхорнов гибнет из-за кошачьих паразитовЧерная кошка пробежала. Потомство бигхорнов гибне...

Паразит, который, как считается, присутст...

Как рыбе зонтик. Ученые объяснили вредную сущность частиц пластика в воде и на сушеКак рыбе зонтик. Ученые объяснили вредную сущност...

Микропластик — мельчайшие частицы, ...

Дрон-натуралист будет исследовать биоразнообразие по следам ДНК на деревьяхДрон-натуралист будет исследовать биоразнообразие...

Для каталогизации и мониторинга биоразноо...

Даже в опасной для жизни среде муравьи не перестают кормить колониюДаже в опасной для жизни среде муравьи не переста...

Ученые из Университета штата Северная Кар...

Клювы зебровых амадин меняют цвет от городского шумаКлювы зебровых амадин меняют цвет от городского ш...

Антропогенный шум вредит живой природе в&...

Из-за открытия новых видов омаров придется пересматривать всю классификациюИз-за открытия новых видов омаров придется пересм...

Приземистые омары из семейства Munidopsid...

Солнцезащитный крем помогал растениям выжить во времена динозавровСолнцезащитный крем помогал растениям выжить во в...

Новое исследование показало, что пыльца, ...

Органеллы живых клеток формируются случайным образомОрганеллы живых клеток формируются случайным обра...

Эукариотические клетки, из которых состои...

Собаки, бывает, плачут, только от счастья собачьегоСобаки, бывает, плачут, только от счастья собачье...

Каждый, кто хоть раз заводил собаку,...

Падение — еще не катастрофаПадение — еще не катастрофа

Ученые выяснили, как насекомые сопротивля...

Биологи обнаружили в Сибири новый вид почвенной амебыБиологи обнаружили в Сибири новый вид почвенной а...

Ученые из Санкт-Петербургского государств...

ИИ нашел следы психотропных препаратов у рыбИИ нашел следы психотропных препаратов у рыб

Нейробиологи Санкт-Петербургского государствен...

Датчики дыма у растений изменились в ходе эволюцииДатчики дыма у растений изменились в ходе эволюци

Лесные пожары разрушительны, но в то...

Ученые СПбГУ первыми в мире изучат поведение устойчивых к воздействиям бактерий в космосеУченые СПбГУ первыми в мире изучат поведение усто...

Исследователи Санкт-Петербургского университет...

Последняя неизведанная земля — под водойПоследняя неизведанная земля — под водой

Наименее изученная экосистема на планете&...

Искусственный интеллект и беспилотники помогут находить борщевик СосновскогоИскусственный интеллект и беспилотники помогут на...

Ученые из Сколтеха разработали систему мо...

Секрет долгожительства обезьян-капуцинов нашли в фекалияхСекрет долгожительства обезьян-капуцинов нашли в ...

Международная группа ученых впервые секвениров...

Странные существа обитают на глубине Южного океанаСтранные существа обитают на глубине Южного океан

Глубоко подо льдами Антарктиды обнаружили новы

Спинозавры жили не на суше, а в водеСпинозавры жили не на суше, а в воде

Ученые из университета Портсмута нашли бо...

Эволюция - это дорога с двусторонним движениемЭволюция - это дорога с двусторонним движением

Солдаты муравьев-черепах выглядят словно персо...

Борнео - поистине кладезь новых видов!Борнео - поистине кладезь новых видов!

На малайзийском острове ученые открыли сразу ш...

Конфликты между животными и людьми неизбежныКонфликты между животными и людьми неизбежны

Возможно, вы видели, как крыса роетс...

Иногда "глупые" голуби соображают быстрее человекаИногда "глупые" голуби соображают быстрее человек

Германские ученые внезапно решили реабилитиров

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...

Поиск на сайте

Магазин

  
Kingston HyperX 3K 240GB (SH103S3/240G)8290.00 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
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Инвестиции в инновации: инертность преодоленаИнвестиции в инновации: инертность преодолена
Новости науки в массы следует нести в упрощенном форматеНовости науки в массы следует нести в упрощенном форма
«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в строю«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в стро
В Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр Cisco. На очереди еще одинВ Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр
Британский ученый выяснил, кому реже одобряют кредитБританский ученый выяснил, кому реже одобряют кредит
Исследована галактика с активным формирование звездИсследована галактика с активным формирование звезд
Классическая музыка полезна для новорожденныхКлассическая музыка полезна для новорожденных
Шизофреники непредсказуемы и способны на убийствоШизофреники непредсказуемы и способны на убийство
Щепотка калия позволит лучше сохранять водородЩепотка калия позволит лучше сохранять водород
Солнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на МарсСолнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на
Ученые разгадали тайну снежинкиУченые разгадали тайну снежинки

Новости компаний, релизы

Ученые выясняют, что заставляет нуклоны «держаться вместе»Ученые выясняют, что заставляет нуклоны «держаться вме
4 тренда L&D, за которыми следует следить4 тренда L&D, за которыми следует следить
Зачем и как ученые Нейрокампуса РНИМУ выращивают органоиды мозга в пробиркеЗачем и как ученые Нейрокампуса РНИМУ выращивают орган
Новые условия, новые платформы и новые действия: в Плехановском университете определят, куда движется РоссияНовые условия, новые платформы и новые действия: в Пле...
Как IT-решения помогают компаниям общаться с клиентамиКак IT-решения помогают компаниям общаться с клиентами