Para peneliti di Universitas Yale dan NOVA-FCT telah menemukan bagaimana bakteri tanah “bernafas” di lingkungan tanpa oksigen dengan menggunakan keluarga protein untuk mengirimkan kelebihan elektron ke kawat nano, sehingga menciptakan jaringan listrik alami di bawah tanah. Jaringan ini membantu mempertahankan kehidupan mikroba dan mempengaruhi proses lingkungan seperti penyerapan metana, yang sangat penting dalam mengendalikan pemanasan global. Kredit: SciTechDaily.com
Bakteri tanah menggunakan protein untuk menggerakkan kawat nano, membentuk jaringan listrik bawah tanah yang mendukung kehidupan dan berdampak pada emisi metana.
Untuk “bernapas” di lingkungan tanpa oksigen, bakteri di bawah kaki kita bergantung pada satu keluarga protein untuk mentransfer kelebihan elektron, yang dihasilkan selama “pembakaran” nutrisi, ke rambut listrik yang disebut kawat nano yang diproyeksikan dari permukaannya, ditemukan oleh peneliti di Universitas Yale dan Sekolah Sains dan Teknologi NOVA, NOVA University Lisbon (NOVA-FCT).
Kelompok protein ini pada dasarnya bertindak sebagai penyumbat yang menggerakkan kawat nano untuk menciptakan jaringan listrik alami jauh di dalam bumi, yang memungkinkan banyak jenis mikroba untuk bertahan hidup dan mendukung kehidupan, kata rekan penulis senior studi baru Nikhil Malvankar, profesor asosiasi. dari Departemen Biofisika Molekuler dan Biokimia Yale dan Institut Ilmu Mikroba, dan Carlos Salgueiro, Profesor Penuh di NOVA-FCT.
Penemuan keluarga protein yang berfungsi sebagai “colokan” listrik untuk mengisi daya kawat nano bakteri. Kredit: Eric Martz
Ilmu Kelangsungan Hidup: Kawat Nano Mikroba
Laboratorium Malvankar dan laboratorium Salgueiro telah mempelajari secara ekstensif komponen jaringan listrik mikroba ini. Namun, masih belum jelas bagaimana bakteri dapat mengirimkan kelebihan elektron yang dihasilkan oleh aktivitas metabolisme ke dalam kawat nano yang menonjol dari permukaannya dan terhubung dengan mineral atau tetangganya. Mereka menemukan bahwa banyak jenis bakteri tanah bergantung pada satu keluarga sitokrom yang tersebar luas di dalam tubuhnya untuk mengisi kawat nano.
Dampak Lingkungan dan Potensi Masa Depan
Memahami detail pengisian kawat nano ini penting untuk potensi pengembangan sumber energi baru dan biomaterial baru serta dampaknya terhadap lingkungan. Malvankar dan Salgueiro mencatat bahwa mikroba menyerap 80% metana di laut, penyumbang utama pemanasan global, yang dikeluarkan dari dasar laut. Namun, mikroba di permukaan bumi menyumbang 50% emisi metana ke atmosfer. Memahami proses metabolisme yang berbeda mungkin membantu mengurangi emisi metana, kata mereka.
Penelitian ini dilaporkan dalam jurnal Komunikasi Alam. Karya ini dipimpin oleh rekan penulis pertama Pilar Portela dan Catharine Shipps, bersama dengan Cong Shen dan Vishok Srikanth.
Referensi: “Jalur transfer elektron ekstraseluler yang luas untuk mengisi kawat nano sitokrom OmcS mikroba melalui sitokrom periplasma PpcABCDE” oleh Pilar C. Portela, Catharine C. Shipps, Cong Shen, Vishok Srikanth, Carlos A. Salgueiro dan Nikhil S. Malvankar, 20 Maret 2024, Komunikasi Alam.
DOI: 10.1038/s41467-024-46192-0
