Электропроводные бактерии

17.06.2016

Обычно белковые молекулы и белковые сверхмолекулярные комплексы электрический ток не проводят. Однако и тут есть исключения, и одно из них - пили, или ворсинки, бактерии Geobacter sulfurreducens. Пилями называют длинные белковые структуры, сидящие на поверхности бактериальной клетки (из-за чего бактерия выглядит довольно волосатой) и выполняющие самые разные функции.

С помощью рентгеноструктурных методов американским ученым удалось выяснить, что у проводящих нитей есть важная особенность - в их структуре повторяется промежуток в 0,32 нм. А вот у штамма G. sulfurreducens, чьи пили утратили способность проводить ток, такого повторяющегося по длине ворсинок 0,32-нанометрового зазора не было.

Кроме того, непроводящие пили были лишены аминокислот с ароматическими химическими группами. Известно, что в ароматических соединениях (самым простым и известным из которых является бензол из школьного учебника) электронная плотность равномерно распределена по всем атомам, образующим кольцо; иными словами, все электроны, задействованные в создании молекулы, как бы равномерно размазаны по всей ароматической группе.

При сближении и перекрывании электронных орбиталей двух ароматических молекул электроны как бы получат в свое пользование новую территорию, на которую смогут заходить сравнительно беспрепятственно. Если такие близко расположенные кольца выстроятся в ряд от точки А до точки Б, то между А и Б возникнет электропроводность. Ароматические группы торчат на ворсинке G. sulfurreducens подобно перекладинам винтовой лестницы, перекидывая друг другу электроны. Важно только, чтобы они находились на правильно расстоянии друг относительно друга, и вот вышеупомянутые повторяющиеся 0,32 нм в проводящих ворсинках G. sulfurreducens как раз это самое правильное расстояние и есть.

В статье в mBio также говорится о том, в чем причина известного феномена с проводящими ворсинками - в более ранних экспериментах их электропроводность возрастала едва ли не в 100 раз при закислении среды. Оказалось, что при уменьшении pH с 10 до 2 (то есть при повышении кислотности) необходимые для электропроводности периодические 0,32-нанометровые зазоры в пилях становился более выраженным, и они начинали лучше проводить ток.

Внимание, которым пользуются "электропроводные бактерии", вполне понятно, ведь их пили - это готовые нанопровода, которые можно дешево и быстро выращивать в пробирке и потом собирать из них какую-нибудь наноэлектронику. Если пили геобактера докажут свою эффективность, и если найдут способ еще как-то их улучшить, то, возможно в недалеком будущем нас ждут гаджеты на бактериально-белковой основе.

<< Назад: NAS-хранилище Thecus N2810 Pro 18.06.2016

>> Вперед: Новые технологии для сохрания свежести продуктов в холодильнике 17.06.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Случайная новость из Архива Спортивные пенсионеры реже умирают от инфарктов 08.09.2016 Даже умеренная физическая активность людей старше 65 лет связана с более чем двукратным снижением шанса умереть в результате сердечно-сосудистого заболевания (ССЗ), заявили ученые из Финляндии. Роль физической активности в предотвращении ССЗ у взрослых людей допенсионного возраста хорошо установлена. Но меньше известно о влиянии регулярной физической активности на риск возникновения ССЗ у возрастных пациентов. В работе ученых изучалась связь между активным отдыхом, ССЗ и смертностью у людей в возрасте 65-74 лет. Исследование FINRISK продолжалось с 1997 по 2007 годы и включало в себя 2456 мужчин и женщин. Ученые продолжали наблюдать за участниками до конца 2013 года. Авторы исследования собирали данные на основании самоанкетирования участников исследования, которые записывали сведения о физической активности и других активных видах отдыха, клинические показатели (давление, вес и рост) и лабораторные показатели такие как уровень холестерина. Сведения о смерти были взяты из национального регистра причин смерти, а причины смерти от ССЗ и инфарктов были установлены по Национальному регистру госпитальных выписок. Физические нагрузки из отчетов участников исследования ученые раздели на три типа: - низкие: чтение, смотрение телевизора или работа по дому без физической активности; - средние: прогулка, велопрогулка или рыбалка, работа в саду, охота - по крайней мере четыре часа в неделю; - высокие: отдых и спорт типа бега, бега трусцой, катания на коньках, гимнастики, плавания, игры с мячом, интенсивного садоводства или интенсивного тренинга, спортивных соревнований - минимум три часа в неделю. В среднем за период наблюдения длительностью 11,8 лет, 197 участников умерли от сердечных заболеваний и у 416 случился какой-либо инцидент, связанный с ССЗ. Затем ученые решили найти связь между физической активностью и результатами наблюдений. Для этого они включили другие факторы риска для сердца - давление, курение и холестерин и социальные факторы (семейный статус и образование). Чтобы свести к минимуму обратную причинно-следственную связь, - т.е. когда ухудшение здоровья привело к снижению физической активности, - из анализа исключили пациентов с коронарными болезнями сердца, сердечной недостаточностью или инсультами, случившимися до начала исследования. Выяснилось, что умеренная и высокая физическая активность ассоциируется со снижением риска наступления острых сердечно-сосудистых инцидентов на 31% и 45%, соответственно. При этом смертность оказалась ниже на 54% и 66%.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026