Gli scienziati hanno identificato una nuova specie di batteri che funge da cablaggio elettrico, potenzialmente inaugurando una nuova era di dispositivi bioelettronici per l’uso in medicina, industria, sicurezza alimentare e monitoraggio e pulizia ambientale.
I ricercatori che hanno scoperto le nuove specie di batteri via cavo in un piatto di fango nella costa dell’Oregon lo hanno chiamato ca. Electrothrix yaqonensis in onore dei nativi americani della regione in cui è stata trovata la specie.
I risultati sono stati pubblicati oggi in Microbiologia applicata e ambientale.
Cheng Li, ricercatore post -dottorato della Oregon State University al momento della ricerca, e Clare Reimers, il distinto professore Emerita nell’Osu College of Earth, Ocean e Atmospher Sciences, ha identificato la nuova specie nei campioni di sedimenti intertidali dall’estuario della Baia Yaquina.
I batteri del cavo sono costituiti da cellule a forma di asta attaccate da estremità a estremità con una membrana esterna condivisa, formando filamenti che possono raggiungere diversi centimetri di lunghezza. La loro conduttività elettrica, insolita tra i batteri, è un adattamento che ottimizza i loro processi metabolici negli ambienti di sedimenti in cui vivono.
La nuova specie presenta percorsi metabolici e geni che sono un mix della ca. Genere Elettrothrix e l’altro genere di batteri cavi noti, ca. Electronema.
“Questa nuova specie sembra essere un ponte, un primo ramo all’interno del clade di CA. Electrothrix, il che suggerisce che potrebbe fornire nuove intuizioni su come questi batteri si sono evoluti e su come potrebbero funzionare in diversi ambienti”, ha detto Li, che a giugno tornerà nello stato dell’Oregon come assistente professore presso il College of Agricultural Sciences.
“Si distingue da tutte le altre specie di batteri via cavo descritti in termini di potenziale metabolico e ha caratteristiche strutturali distintive, comprese le creste di superficie pronunciate, fino a tre volte più larghe di quelle osservate in altre specie, che ospitano fibre altamente conduttive fatte di molecole uniche a base nichel.”
Le fibre consentono ai batteri di eseguire il trasporto di elettroni a lunga distanza, collegando accettori di elettroni come ossigeno o nitrato sulla superficie dei sedimenti con donatori come il solfuro in strati di sedimento più profondi. La capacità dei batteri di partecipare alle reazioni di ossidazione di riduzione su distanze significative gli conferisce un ruolo chiave nella geochimica dei sedimenti e nel ciclismo nutrizionale.
“Questi batteri possono trasferire gli elettroni per ripulire gli inquinanti, in modo che possano essere utilizzati per rimuovere le sostanze dannose dai sedimenti”, ha detto Li. “Inoltre, il loro design di una proteina di nichel altamente conduttiva può ispirare la nuova bioelettronica.”
I batteri via cavo possono vivere in diverse condizioni climatiche e si trovano in vari ambienti, tra cui sedimenti di acqua dolce e di acqua salata.
Ca. Electrothrix Yaqonensis prese il suo nome dal popolo Yaqona, le cui terre ancestrali comprendono la baia di Yaquina. Yaqona si riferiva alla baia e al fiume che costituivano gran parte della loro patria, nonché alle persone stesse.
Oggi, i discendenti di Yaqona fanno parte delle tribù confederate degli indiani di silen, con i quali i ricercatori hanno lavorato per elaborare un nome per la nuova specie.
“Nominare un batterio ecologicamente importante dopo che una tribù riconosce il suo legame storico con la terra e riconosce i suoi contributi permanenti alla conoscenza e sostenibilità ecologica”, ha affermato Li.
Anche gli scienziati dell’Università di Anversa, della Delft University of Technology e dell’Università di Vienna hanno partecipato alla ricerca, che è stata supportata dall’Ufficio di ricerca navale, dalla Grant Oregon Sea Grant, dalle Fiandre della Fondazione per la ricerca, dall’Università di Antwerp, dall’UE Marie Sklodowska-Curie Cofund e dal Consiglio europeo dell’innovazione.
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