Бактерии используют биохимические процессы для нейтрализации антибиотиков.

Новости МирТесен

Бактерии извлекали железо из почвы. В течение дня они поглощали фотоны, а в ночное время противодействовали веществам, препятствующим их существованию.

Солнечный свет полезен не только для растений, но и для бактерий. Согласно данным ученых, почвенные бактерии способны поглощать, запасать и высвобождать солнечную энергию в ночное время. Они используют накопленный запас для разрушения антибиотиков. Исследование опубликовано в журнале Environmental and Biogeochemical Processes.

Авторы исследования выявили, что бактерии, обычно обитающие в почве и связанные с капустной палочкой ( Bacillus megaterium) могут использовать железосодержащие минералы в своих целях сформировали биопленку, которая ведет себя как перезаряжаемый конденсатор.

Под действием света пленка, состоящая из железа и бактерий, поглощала фотоны и накапливала электроны. В темное время суток, при отсутствии освещения, бактерии высвобождали накопленный заряд, который инициировал химические реакции, приводящие к разрушению антибиотиков тетрациклин и хлорамфеникол.

В ходе лабораторных исследований была использована система, содержащая оксид железа (III) ( Fe₂O₃) и В. megaterium генерировала общий накопленный заряд 8,06 микрокулона на квадратный сантиметр. После одного часа воздействия света система оказалась способна переработать до 22 процентов антибиотиков в полной темноте.

Процесс оказался связан с циклическим преобразованием железа между состояниями Fe(II) и Fe(III), поддерживаемым бактериальным метаболизмом. Благодаря этой окислительно-восстановительной реакции происходит накопление и постепенное высвобождение электронов, что обеспечивает устойчивый источник энергии для реакций, протекающих в темноте. Электрохимический анализ, выполненный исследователями, показал, что взаимодействие между «минерал — микроб» усиливает эффективность переноса заряда и снижает потери энергии, формируя биологический псевдоконденсатор.

«Это открытие позволяет глубже понять, каким образом солнечная энергия способна влиять на биогеохимические процессы, даже в слоях почвы, недоступных для прямого солнечного света. Кроме того, оно может способствовать разработке экологически безопасного метода очистки загрязненных почв и грунтовых вод», — подчеркнул профессор Баошань Син ( Baoshan Xing).

Исследователи полагают, по результатам исследований установлено, что системы, объединяющие минералы и микроорганизмы, способны оказывать незаметное, но значительное влияние на природные энергетические процессы и очистку от загрязнений в разнообразных экосистемах.