การศึกษาชี้ให้เห็นแบคทีเรียโปรไบโอติกและ Superbugs สามารถผลิตกระแสไฟฟ้า

นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าแบคทีเรียหลายร้อยชนิดมีความสามารถในการผลิตกระแสไฟฟ้าและสามารถเลือกที่จะสร้าง "แบตเตอรี่ที่มีชีวิต" ได้เป็นอย่างดี

ในขณะที่นักวิจัยรู้ว่าแบคทีเรียที่พบในสภาพแวดล้อมแปลกใหม่เช่นพื้นมหาสมุทรเป็นอิเล็กโตรเจนการศึกษาใหม่ตีพิมพ์ในวารสาร ธรรมชาติ นับเป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบแบคทีเรียที่มีปฏิสัมพันธ์กับมนุษย์ ด้วย electrogenic

แบคทีเรียเหล่านี้มีตั้งแต่ชนิดที่ทำให้เกิดอาการท้องร่วงไปจนถึงส่วนที่หมักโยเกิร์ต หลายคนเติมลำไส้และทำความเข้าใจว่าแบคทีเรียเหล่านี้พัฒนาความสามารถในการผลิตกระแสไฟฟ้าได้อย่างไรอาจเผยให้เห็นว่าพวกเขาติดเชื้อในมนุษย์ - หรือทำไมพวกเขาถึงทำให้เราแข็งแรง

ศึกษาร่วมผู้เขียนและมหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย, เบิร์กลีย์เพื่อนหลังปริญญาเอกแซมไลบอก ผกผัน ในช่วง 30 ปีที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ได้ตระหนักมากขึ้นว่าแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่อุดมด้วยแร่ออกไซด์เช่นเหล็กออกไซด์และแมงกานีสออกไซด์สามารถอยู่รอดได้เนื่องจากกระบวนการที่เรียกว่า extracellular การถ่ายโอนอิเล็กตรอน ซึ่งหมายความว่าพวกเขาผลิตกระแสไฟฟ้าเป็นส่วนหนึ่งของการเผาผลาญของพวกเขาแสงพูดว่า

เหตุผลที่แบคทีเรียบางตัวผลิตกระแสไฟฟ้าคล้ายกับสาเหตุที่เราหายใจออกซิเจน: เพื่อรองรับการผลิตพลังงาน ในร่างกายมนุษย์อิเล็กตรอนจะถูกถ่ายโอนไปยังโมเลกุลออกซิเจนในไมโตคอนเดรียภายในเซลล์ทุกเซลล์ แต่แบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในลำไส้ของเราไม่สามารถเข้าถึงออกซิเจนดังนั้นพวกเขาจึงพัฒนาความสามารถในการใช้ทางเลือก ด้วยการถ่ายโอนอิเล็กตรอนนอกเซลล์จุลินทรีย์เหล่านี้สามารถ“ หายใจ” โดยการเคลื่อนย้ายอิเล็กตรอนพลังงานสูงนอกเซลล์ - ในรูปแบบของไฟฟ้า

“ เราได้ค้นพบว่าเชื้อโรคที่เกิดจากอาหาร Listeria monocytogenes มีความสามารถในการผลิตกระแสไฟฟ้านี้” แสงอธิบาย “ เราสามารถระบุยีนที่รับผิดชอบกิจกรรมทางไฟฟ้านี้และปรากฎว่าแบคทีเรียอื่น ๆ อีกมากมายมียีนเหล่านี้เช่นกัน - หมายถึงพวกเขายังสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้อีกด้วย แบคทีเรียที่มียีนเหล่านี้รวมถึงเชื้อโรคอื่น ๆ ที่ก่อให้เกิดโรคโปรไบโอติกและสมาชิกปกติของชุมชนจุลินทรีย์ภายในลำไส้ของเราเช่นเดียวกับแบคทีเรียที่ใช้สำหรับการหมักอาหาร”

ทีมค้นพบว่าเมื่อเติบโตในขวดที่มีขั้วไฟฟ้าแบคทีเรียจะสร้างกระแสไฟฟ้าที่วัดได้ที่ 500 ไมโครแคม ซึ่งหมายความว่าไฟฟ้าที่พวกเขาสามารถสร้างนอกร่างกายคือ 100,000 อิเล็กตรอนต่อวินาทีต่อเซลล์

“ ฉันจะไม่บอกว่าพวกเขากำลังผลิตกระแสไฟฟ้าภายในร่างกายของเรา” แสงนั้นบรรจง “ พวกเขาเพียงแค่ทำการหายใจนอกเซลล์ กล่าวอีกนัยหนึ่งพวกเขามีกระบวนการที่สามารถร่วมสร้างพลังงานไฟฟ้านอกร่างกายของเราได้”

และนั่นก็เป็นที่สนใจอย่างมากสำหรับนักวิทยาศาสตร์ ในเดือนมิถุนายนองค์การนาซ่าส่งแบคทีเรียที่ผลิตกระแสไฟฟ้าไปยังสถานีอวกาศนานาชาติเพื่อดูว่าจุลินทรีย์ยังคงทำงานเหมือนเดิมในอวกาศหรือไม่ หากพวกเขาทำเช่นนั้นไฟฟ้าของพวกเขาอาจถูกนำมาใช้เพื่อให้พลังงานโครงการภารกิจ กองกำลังติดอาวุธของสหรัฐอเมริกายังสนับสนุนการศึกษาแบคทีเรียทางการเงินด้วยไฟฟ้าด้วยความหวังว่าในที่สุดแบคทีเรียจะถูกนำมาใช้เพื่อบำบัดน้ำเสีย ในปี 2560 นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนียซานตาบาร์บาร่าได้สร้าง“ แบตเตอรี่ที่มีชีวิต” ด้วยเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ที่ผ่านการดัดแปลงทางเคมี

เนื่องจากแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนผ่านอิเล็กตรอนออกมาจากผนังเซลล์ของพวกเขาเพื่อการเอาชีวิตรอดหากถูกต้องพวกมันก็สามารถช่วยให้เราอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเช่นกัน