Descubren bacterias que pueden usar la luz para 'respirar' electricidad

¿Respirar electricidad? Los científicos han demostrado que la luz acelera la conductividad en la 'red eléctrica' de la naturaleza.

 

Casi todos los seres vivos respiran oxígeno para deshacerse del exceso de electrones al convertir los nutrientes en energía. Sin embargo, sin acceso al oxígeno, las bacterias del suelo que viven en las profundidades de los océanos o están enterradas bajo tierra durante miles de millones de años han desarrollado una forma de respirar "minerales para respirar", a través de diminutos filamentos de proteínas llamados nanocables.

El mundo natural posee su propia red eléctrica que está compuesta por una red global de diminutos nanocables generados por bacterias en el suelo y océanos que 'respiran' exhalando el exceso de electrones. Ahora, en un nuevo estudio publicado en la revista Nature Communications, un equipo de científicos de la Universidad de Yale (Estados Unidos) ha descubierto que la luz puede ser un aliado sorprendente para fomentar esta actividad electrónica dentro de las bacterias del biofilm. Encontraron que la exposición de nanocables producidos por bacterias a la luz producía un aumento de hasta 100 veces en la conductividad eléctrica.

 


La red eléctrica de la naturaleza


Los investigadores de Yale analizaron la "red eléctrica" de la naturaleza y cómo la luz creaba actividad electrónica dentro de las bacterias del biofilm. Según los expertos, este estudio tiene el potencial para la producción efectiva de productos químicos de valor agregado, biocombustibles y materiales biodegradables.

Para el estudio, al exponer a la luz nanocables productores de bacterias descubrieron un aumento de hasta 100 veces en la conductividad eléctrica.

"Los dramáticos aumentos de corriente en los nanocables expuestos a la luz muestran una fotocorriente estable y robusta que persiste durante horas", explicó Nikhil Malvankar, profesor asociado de Biofísica y Bioquímica Molecular (MBB) en el Instituto de Ciencias Microbianas de Yale en el Campus Oeste de Yale y coautor de la investigación.

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Ella Maru Studio

Una fotosíntesis un tanto especial

Fue toda una sorpresa, ya que la mayoría de las bacterias del experimento existen a mucha profundidad bajo el suelo, lejos del alcance de la luz. Los investigadores creen que una proteína que contiene metales conocida como citocromo OmcS, que forma los nanocables bacterianos, actúa como un fotoconductor natural.


"Es una forma completamente diferente de fotosíntesis", dijo Malvankar. "Aquí, la luz está acelerando la respiración de las bacterias debido a la rápida transferencia de electrones entre los nanocables".

Esta respiración 'respirando minerales' a través de diminutos filamentos de proteínas llamados nanocables producen, por tanto, un aumento sustancial y sorprendente en la corriente eléctrica. Ahora, el laboratorio de Malvankar está explorando cómo el descubrimiento de este desarrollo podría usarse para estimular el crecimiento de la optoelectrónica e incluso capturar metano -un gas de efecto invernadero conocido por su contribución al cambio climático-, ayudando en la lucha contra el calentamiento global, que es cada vez más patente en nuestro planeta.

Parece que la naturaleza nos tiende nuevamente una mano para aportar soluciones a uno de los problemas más acuciantes de nuestra era: el cambio climático. 

 

Referencia: “Microbial biofilms as living photoconductors due to ultrafast electron transfer in cytochrome OmcS nanowires” by Jens Neu, Catharine C. Shipps, Matthew J. Guberman-Pfeffer, Cong Shen, Vishok Srikanth, Jacob A. Spies, Nathan D. Kirchhofer, Sibel Ebru Yalcin, Gary W. Brudvig, Victor S. Batista and Nikhil S. Malvankar, 7 September 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-32659-5

Sarah Romero

Sarah Romero

Fagocito ciencia ficción en todas sus formas. Fan incondicional de Daneel Olivaw y, cuando puedo, terraformo el planeta rojo o cazo cylons. Hasta que viva en Marte puedes localizarme en Twitter: sarahromero_ y en ladymoon@gmail.com

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