Некоторые бактерии умеют генерировать электрическую энергию, и ученые намерены использовать их необычное свойство для создания электрохимических топливных устройств и очистки сточных вод. Как правило, необычные бактерии существуют в средах с низкой концентрацией кислорода — например, глубоко в шахтах и даже внутри живых организмов.

Ранее для их обнаружения требовалось выращивать большие партии клеток и разрушать их, но исследователи из Массачусетского технологического института создали микрожидкостный чип, способный легко выявлять вырабатывающие электричество бактерии.

Так как эти микроорганизмы вынуждены жить в местах с малым количеством кислорода, они выработали особую форму дыхания. В их клетках генерируются электроны, которые переносятся во внешнюю среду благодаря процессу, называемому внеклеточным переносом электронов (ВПЭ). Впоследствии они могут использоваться для формирования топливного элемента, генерирующего электричество.

Такие бактерии в 2018 году были найдены учеными из США и Швеции. Они обнаружили, что Enterococcus faecalis, Listeria monocytogenes и лактобактерии, участвующие в ферментации йогуртов, вырабатывают электроны прямо так, как описано выше. Тогда ученые утверждали, что найденные бактерии могут быть использованы для создания антибиотиков против различных кишечных инфекций.

Если раньше для поиска таких бактерий было необходимо выращивать клетки и вскрывать их для изучения белков, то теперь процесс занимает гораздо меньше времени. Специальный чип MIT напоминает песочные часы и проводит бактерии через канал с электрическим полем. В нем возникает явление, известное как электрофорез, когда частицы могут останавливаться и отталкиваться в зависимости наличия или отсутствия электрохимической активности. Таким образом, ученые могут легко разделить обычные бактерии от тех, которые умеют вырабатывать электричество.

Доцент кафедры MIT по машиностроению Каллен Буи поделился, что недавние исследования выявили возможность существования гораздо большего спектра бактерий, производящих электричество. Так как это может быть не просто небольшая горстка микробов а нечто большее, созданный ими инструмент может быть гораздо более важным для науки, чем кажется.