Группа учёных из Южнокалифорнийского университета, Института Крейга Вентера (оба — США) и Университета западного Онтарио (Канада) измерила характеристики естественных нанопроводов у бактерий Shewanella oneidensis.

Бактериальными нанопроводами называют длинные «волоски» на поверхности клеток, состоящие преимущественно из белков. Такого рода проводящие выросты играют важную роль в жизни бактерий, которым в процессе «дыхания» необходимо передавать электроны акцептору (в случае Shewanella — металлу).

При отсутствии акцептора электронов они довольно быстро погибают», — замечает один из авторов работы Кеннет Нилсон (Kenneth Nealson).

Используя нанопровода, бактерии могут поддерживать друг друга в тяжёлые времена, создавая систему передачи электронов на значительные расстояния.

Я бы назвал это совместным дыханием», — говорит другой участник исследования Мохаммед Эль-Наггар (Mohamed El-Naggar). Некоторые биологи считают, что нанопровода также служат каналом быстрой связи микроорганизмов друг с другом, дополняющей традиционное общение с использованием сигнальных молекул.

Рис. 1. Сверху: платиновые электроды, бактериальный нанопровод и результаты измерений. Снизу: размеры нанопровода; линия сечения показана белым. (Иллюстрации авторов работы).

В своих опытах биологи наблюдали перенос электронов по нанопроводам с помощью микроскопических платиновых электродов. Как выяснилось, на микрометровых расстояниях скорость транспорта электронов доходила до 10⁹ (1/с) при подаче напряжения в 100 мВ; удельное сопротивление находилось на уровне 1 Ом•см. Исследователи также определили, что мутанты с нефункционирующими генами, которые кодируют цитохромы MtrC и OmcA, образуют непроводящие наноразмерные выросты.

Теперь авторы планируют заняться изучением того, как формируются системы связанных нанопроводов в сообществах бактерий.

Рис. 2. Непроводящие выросты у бактерий-мутантов (иллюстрация авторов работы).

Результаты исследований опубликованы в в статье:

Mohamed Y. El-Naggar, Greg Wanger, Kar Man Leung, Thomas D. Yuzvinsky, Gordon Southam, Jun Yang, Woon Ming Lau, Kenneth H. Nealson, and Yuri A. Gorby Electrical transport along bacterial nanowires from Shewanella oneidensis MR-1. – Published online before print October 11, 2010, doi: 10.1073/pnas.1004880107.

По материалам: