Un grupo de investigación internacional ha arrojado nueva luz sobre las bacterias del cable. Usando luz láser, los investigadores han seguido los electrones a medida que viajan a través de las bacterias conductoras de corriente, y sobre la base del potencial eléctrico en las bacterias, han calculado que las bacteriasdebido a la pérdida de voltaje no puede funcionar eficientemente a profundidades superiores a 3 cm en el sedimento.
Junto con colegas de los Países Bajos y Austria, los investigadores de la Universidad de Aarhus han utilizado la espectrometría láser como un voltímetro avanzado para seguir electrones a través de bacterias de cable a distancias de un milímetro de largo; distancias que son mil veces más largas que las medidas previamente en cualquier organismo vivo.
Usando sus mediciones, los investigadores también pueden calcular la pérdida de voltaje a través de una bacteria cable individual aproximadamente 12-14 milivoltios por mm, y así también calcular qué tan lejos pueden llegar al fondo marino libre de oxígeno sin perder su capacidadpara conducir la electricidad: "Estarán en problemas si se extienden más de 3 cm hacia abajo en el sedimento. En principio, las bacterias individuales pueden medir más de 3 cm, pero luego deben serpentear hacia arriba y hacia abajo, de modo que se alternenentre los ambientes ricos en oxígeno y libres de oxígeno en el sedimento ", explica el profesor Andreas Schramm del Centro de Electromicrobiología CEM en la Universidad de Aarhus.
Una imagen turbia
El centro de investigación básica CEM se creó en 2017 para encontrar respuestas a algunas de las preguntas que surgieron después del descubrimiento de estos cables eléctricos vivos en el fondo del mar debajo del Aarhus Bugt hace siete años.
¿Cómo puede una estructura biológica viva actuar como un conductor eléctrico eficiente? ¿Cómo distribuye la bacteria del cable la energía entre las células? ¿Y cómo usan la energía? En ese momento, los investigadores literalmente solo tenían una imagen turbia de lo que estaba sucediendo enestas bacterias largas y delgadas. Las bacterias transportan electrones desde el lodo libre de oxígeno un par de centímetros hacia abajo en el fondo del mar hasta el lodo y el limo ricos en oxígeno en la superficie, lo que les permite comer con un extremo y respirar con elotro.
. ... se aclara con luz láser
Después de haber traído bacterias de cable vivas bajo el microscopio y exponerlas a la espectroscopía Raman de resonancia, el grupo de investigación se ha acercado a una de las respuestas. Sus resultados se publican en la revista científica PNAS el 7 de mayo
La espectroscopía Raman ilumina las moléculas con luz láser. La distribución de frecuencia de la luz dispersa permite leer el nivel de energía de las moléculas.
"En este contexto, hemos utilizado el instrumento como un voltímetro avanzado, que hemos apuntado a un tipo específico de proteínas, citocromos, en los cables", dijo el primer autor de la publicación, Jesper T. Bjerg, estudiante de doctorado enUniversidad de Aarhus.
corte de energía
El director del CEM, el profesor Lars Peter Nielsen, explica.
"Todas las células vivas mueven electrones y tratan de estacionarlos en los llamados citocromos. Cuantos más espacios de estacionamiento libres haya, mayor será el potencial eléctrico. Con nuestro voltímetro avanzado, ahora hemos medido los espacios de estacionamiento disponibles y, por lo tanto, elEl potencial eléctrico de cada citocromo a lo largo de los cables de las bacterias de los cables individuales, mientras estos cables conducen los electrones de un extremo de la bacteria al otro. Nuestras mediciones mostraron el potencial más bajo en las células en el extremo donde se cargaban los electrones de la fuente de alimento,y el potencial más alto en el extremo opuesto, donde los electrones se descargaban al oxígeno "
En una parte del estudio, los investigadores cortaron el extremo superior de la bacteria es decir, el extremo que transfiere electrones al oxígeno en el agua con un láser. Esto llevó a una rápida disminución del potencial eléctrico en el restoparte de la bacteria, lo que indica que los espacios de estacionamiento en los citocromos estaban llenos de electrones que no podían avanzar debido al corte de electricidad.
"Esta es la primera vez que se demuestra el transporte de electrones en bacterias de cable individuales. Al mismo tiempo, hemos utilizado un método bien establecido, que demuestra los resultados de nuestras mediciones iniciales con métodos no convencionales en columnas de barro opaco", dijoLars Peter Nielsen.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Aarhus . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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