جوان آنلاین: پژوهشگران موفق به کشف یک باکتری شده‌اند که با استفاده از یک فرایند طبیعی به جای اکسیژن، برق تنفس می‌کند.
به گزارش ایسنا، تیمی به سرپرستی «کارولین آجو- فرانکلین» (Caroline Ajo- Franklin) زیست‌شناس «دانشگاه رایس» (Rice) دریافته است که چگونه برخی باکتری‌ها با تولید برق، تنفس می‌کنند و از یک فرایند طبیعی استفاده می‌کنند که به جای تنفس اکسیژن، الکترون‌ها را به محیط اطراف خود منتقل می‌کنند. این امر می‌تواند منجر به پیشرفت‌های جدیدی در زمینه انرژی پاک و زیست‌فناوری صنعتی شود. این یک استراتژی بقای شگفت‌انگیز است که می‌تواند سامانه‌های زیست‌فناوری و انرژی را متحول کند.
تنفس الکتریکی
اکثر موجودات مدرن برای متابولیسم غذا و آزاد کردن انرژی به اکسیژن متکی هستند. اکسیژن به عنوان آخرین پذیرنده الکترون در زنجیره‌ای از واکنش‌ها عمل می‌کند که انرژی تولید می‌کند، اما باکتری‌ها بسیار قدیمی‌تر از موجودات مدرن مانند انسان و گیاهان هستند و راه‌های دیگری را برای تنفس در محیط‌های فاقد اکسیژن، فرگشت (تکامل) داده‌اند. دانشمندان دریافتند برخی باکتری‌ها از ترکیبات طبیعی موسوم به «نفتوکینون‌ها» (naphthoquinones) برای انتقال الکترون‌ها به سطوح خارجی استفاده می‌کنند. نام این فرایند «تنفس خارج سلولی» (extracellular respiration) است و شبیه به نحوه تخلیه جریان الکتریکی توسط باتری‌هاست. این فرایند باکتری‌ها را قادر می‌سازد بدون اکسیژن رشد کنند. دانشمندان مدت‌هاست این حالت غیرمعمول تنفس را مشاهده و از آن در زیست‌فناوری استفاده کرده‌اند. اکنون این تیم مکانیسم آن را کشف کرده است و پیشرفت آنها نشان می‌دهد «تنفس خارج سلولی» ممکن است در طبیعت بسیار رایج‌تر از آنچه قبلاً تصور می‌شد، باشد.
شبیه‌سازی زندگی بدون اکسیژن
دانشمندان با استفاده از شبیه‌سازی رایانه‌ای پیشرفته، رشد باکتری‌ها را در محیط‌های فاقد اکسیژن، اما غنی از سطوح رسانا شبیه‌سازی کردند. این شبیه‌سازی‌ها نشان داد باکتری‌ها می‌توانند با تخلیه الکترون‌ها به بیرون، خود را حفظ کنند. آزمایش‌های بیشتر تأیید کرد باکتری‌های قرار داده شده روی مواد رسانا به رشد خود ادامه می‌دهند و برق تولید و عملاً از طریق سطح تنفس می‌کنند. این رویکرد منجر به درک عمیق‌تری از تطبیق‌پذیری متابولیسم باکتریایی شد و یک روش لحظه‌ای برای نظارت و تأثیرگذاری الکترونیکی بر رفتار باکتریایی را آشکار کرد.
