Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) разработали новый подход для выработки электричества с помощью кишечной палочки. Бактерия может производить ток, питаясь отходами в сточных водах, сообщает EPFL. Результаты работы опубликованы в журнале Joule.
Науке известны некоторые экзотические микробы, которые естественным образом вырабатывают электричество. Но делать это они могут только с помощью определённых химических веществ, а значит — только в конкретной среде. Кишечная же палочка E. coli — микроорганизм, который может расти в самой разной среде, поэтому ученые выбрали его в качестве «электрического микроба» для своего эксперимента.
Исследователи EPFL модифицировали E. coli, превратив ее в кишечную палочку с улучшенным внеклеточным переносом электронов (EET). В отличие от предыдущих методов, которые требовали специальных химикатов для производства электроэнергии, биоинженерная кишечная палочка может производить электричество, метаболизируя различные органические субстраты.
Одно из ключевых нововведений разработки — создание полного пути EET внутри E. coli, чего раньше не было. Объединив компоненты Shewanella oneidensis MR-1 — бактерии, которая может генерировать электричество, — исследователи успешно создали оптимизированный путь, охватывающий внутреннюю и внешнюю мембраны клетки. Этот новый путь превзошел предыдущие подходы и позволил увеличить выработку электрического тока в три раза по сравнению с традиционными стратегиями.
Способности «электрической кишечной палочки» проверили в разных средах — и везде бактерия эффективно работала и процветала, в том числе в сточных водах от пивоварни. «Настоящие» электрические микробы, для сравнения, даже не смогли выжить в этой среде.
Так, кишечная палочка, которая может производить электричество, также способна перерабатывать отходы. И, более того, модифицированную бактерию можно использовать в микробных топливных элементах, электросинтезе и биосенсерах. E. coli можно адаптировать к конкретной среде и сырью, что делает ее универсальным инструментом для устойчивого развития технологий.
[Фото: Jamani Caillet (EPFL) / Creative Commons CC BY-SA 4.0]