Zvláštna baktéria „dýcha“ kameň a vedci konečne vysvetlili, ako je to možné

Pred časom sme informovali o organizme, ktorý k svojej existencii nepotrebuje kyslík, ďalšie dokážu prežiť extrémne horúčavy, ale aj mrazy. Táto baktéria však dokáže niečo, čo nedokáže žiaden iný organizmus, a to takpovediac „dýchať“ kameň.

Baktéria „dýcha“ kameň

Ako informuje portál Science Alert, už desiatky rokov fascinuje vedcov baktéria, ktorá prežíva tak, že „dýcha kameň“. Aj keď vedci vedeli, že baktéria prežíva vďaka zvláštnej bunkovej respirácii, nevedeli prísť na to, ako tento proces funguje. V rámci jednej z najnovších štúdií baktérie Shewanella oneidensis vedci zistili, že prenáša elektróny na pevné povrchy, napríklad minerály či kovy, vďaka chiralite molekúl. Chirálne molekuly obsahujú jeden alebo niekoľko chirálnych atómov, ku ktorým sú susedné atómy viazané zrkadlovo asymetricky. Vďaka tomu dochádza k ideálnej rotácii elektrónov počas toho, ako baktéria „vydychuje“.

To umožňuje baktérii existovať v prostredí, kde je nedostatok kyslíka, napríklad hlboko v podzemí, v kamenistom prostredí alebo v biotopoch s množstvom kovov. Niektoré organizmy využívajú na transfer elektrónov kyslík, S. oneidensis však dokáže prenášať elektróny na pevné povrchy, ako napríklad minerály alebo v laboratórnych podmienkach, elektródy.

Baktériu S. oneidensis identifikovali vedci prvýkrát ešte okolo roku 1980 v jazere Oneida v New Yorku. Šokovalo ich, že dokáže získať potrebnú energiu z minerálov v prostredí, kde takmer celkom chýbal kyslík. Dlho vedci predpokladali, že baktéria má akési vedenia pripomínajúce vlasy, ktorých elektróny transportuje do vonkajšieho prostredia. Ešte v roku 2010 mikrobiológ Kenneth Nealson, ktorý baktériu spoluobjavil, tvrdil, že ak nemá k dispozícii príjemcu elektrónov, veľmi rýchlo zahynie.

Elektróny prenáša za pomoci cytochrómov

Ukázalo sa však, že sa vedci mýlili a baktéria elektróny prenášala za pomoci predĺžení membrány s obsahom bielkovín, tzv. cytochrómov. Ide o mimoriadny objav najmä preto, že ide o prvú štúdiu, ktorá potvrdila, že elektricky vodivé proteíny v bunkách rozhodujú o smere rotácie elektrónov. Tomuto javu sa hovorí chiral induced spin selectivity (CISS) a jeho hlavnou úlohou je optimalizovať efektivitu prenosu elektrónov, aj keď vedci sa domnievajú, že CISS má toho na svedomí omnoho viac.

Vedci si navyše myslia, že ak sa tento proces podarí dostatočne preskúmať a pochopiť, bude možné zopakovať ho v laboratóriu a využiť ho v oblasti spintroniky a vďaka tomu vytvoriť zariadenia, ktoré sú omnoho výkonnejšie, ako dnešné počítače.

Pozri aj:

Po prvýkrát použili “genetický skalpel” priamo v tele človeka. Chcú ho zbaviť slepoty

Science Alert