جنرال لواء

يمكن لبكتيريا القناة الهضمية المسببة للإسهال أن تولد الكهرباء أيضًا


خارج المجتمع العلمي ، لا يفكر معظمنا إلا في دور بكتيريا الأمعاء ، أو الفلورا المعوية ، عندما يصيب التسمم الغذائي ، ونحاول أن ننظّر ارتباطًا بمرضنا. تخدم الجراثيم عددًا من الأغراض ، وما زلنا نكتشف الكثير منها ، بدءًا من دورها في تحويل فصيلة الدم إلى دورها العصبي كجزء من عمل الجهاز العصبي المعوي.

أظهر فريق من العلماء من جامعة كاليفورنيا بيركلي (UC Berkeley) الآن أن بعض البكتيريا الخاصة تمتلك خصائص كهربائية. استخدم الباحثونالليسترية المستوحدة، البكتيريا المسببة للأمراض التي تسبب العدوى الشائعة لليستيريا ، والتي تسبب260 الوفيات في الولايات المتحدة وحدها كل عام.

ووجدوا أن البكتيريا تستخدم عملية تعرف باسم نقل الإلكترون خارج الخلية (EET) ، والتي تتضمن نقل العناصر من العصارة الخلوية أو السائل داخل الخلايا إلى المنطقة الخارجية للخلية. على الرغم من أن الباحثين ركزوا دراستهم حصريًا على هذه البكتيريا ، إلا أنهم شعروا أن نفس عملية النقل الكهربية موجودة في عدد من بكتيريا الأمعاء الأخرى.

حل الألغاز حول آليات بقاء البكتيريا

بالإضافة إلى إمكانية استخدام هذا البحث لتعميق فهمنا لتفاعل البكتيريا مع مختلف البروبيوتيك ، يعتقد الباحثون أيضًا أنه سيجيب على أسئلة حول بعض العمليات التي تستخدمها هذه البكتيريا لإطالة عمرها.

أوضح المؤلف الأول وزميل ما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا في بيركلي سام لايت: "يبدو أن بنية الخلايا لهذه البكتيريا والمكانة البيئية الغنية بالفيتامينات التي تشغلها تجعل نقل الإلكترونات خارج الخلية أسهل بكثير وأكثر فعالية من حيث التكلفة".

"وبالتالي ، نعتقد أن البكتيريا التي تتنفس المعادن التي تمت دراستها تقليديًا تستخدم نقل الإلكترون خارج الخلية لأنها ضرورية للبقاء على قيد الحياة ، في حين أن هذه البكتيريا التي تم تحديدها حديثًا تستخدمها لأنها" سهلة ".

بمجرد أن تصبح صورة هذه العملية أكثر وضوحًا ، يصبح من السهل تقييم الدور المحتمل الذي يمكن أن تلعبه البكتيريا كقناة لتوليد التيارات الكهربائية الصغيرة ثم نقلها.

دور البكتيريا في توليد الكهرباء

لاختبار هذه الفكرة ، قامت كارولين آجو فرانكلين ، العالمة من مسبك الجزيئات في مختبر لورنس بيركلي الوطني (LBNL) ، بإعداد قطب كهربائي. على الرغم من وجود تيارات كهربائية صغيرة نسبيًا - والتي لم تتجاوز500 أمبير - لاحظت توليدًا ثابتًا ومتساويًا للكهرباء باستخدام هذه البكتيريا الكهربية.

يشير هذا إلى أنه على الرغم من أننا لا يجب أن نخطط بالضبط لاستقبال البكتيريا للإنقاذ في أي وقت قريب في أي أزمات طاقة ، إلا أنه خيار مستدام ، والأهم من ذلك أنه خيار قابل للتطبيق. وفقًا للفريق المشارك في الدراسة ، فإن أبحاثهم ليست سوى بداية لإطلاق إمكانات هذه البكتيريا ، وإنشاء المزيد من الروابط مع مجالات علمية أخرى بمرور الوقت.

قال لايت: "هذا جزء كبير من فسيولوجيا البكتيريا التي لم يدرك الناس أنها موجودة ، ويمكن التلاعب بها".

تمت مشاركة تفاصيل الدراسة في مقال بعنوان "آلية نقل إلكترون خارج الخلية تعتمد على الفلافين في بكتيريا إيجابية الجرام المتنوعة" ، والتي نُشرت يوم الأربعاء في طبيعة مجلة.


شاهد الفيديو: مشكلات الجهاز الهضمي, التهاب الأمعاء (شهر اكتوبر 2021).