Электропроводные бактерии

17.06.2016

Обычно белковые молекулы и белковые сверхмолекулярные комплексы электрический ток не проводят. Однако и тут есть исключения, и одно из них - пили, или ворсинки, бактерии Geobacter sulfurreducens. Пилями называют длинные белковые структуры, сидящие на поверхности бактериальной клетки (из-за чего бактерия выглядит довольно волосатой) и выполняющие самые разные функции.

С помощью рентгеноструктурных методов американским ученым удалось выяснить, что у проводящих нитей есть важная особенность - в их структуре повторяется промежуток в 0,32 нм. А вот у штамма G. sulfurreducens, чьи пили утратили способность проводить ток, такого повторяющегося по длине ворсинок 0,32-нанометрового зазора не было.

Кроме того, непроводящие пили были лишены аминокислот с ароматическими химическими группами. Известно, что в ароматических соединениях (самым простым и известным из которых является бензол из школьного учебника) электронная плотность равномерно распределена по всем атомам, образующим кольцо; иными словами, все электроны, задействованные в создании молекулы, как бы равномерно размазаны по всей ароматической группе.

При сближении и перекрывании электронных орбиталей двух ароматических молекул электроны как бы получат в свое пользование новую территорию, на которую смогут заходить сравнительно беспрепятственно. Если такие близко расположенные кольца выстроятся в ряд от точки А до точки Б, то между А и Б возникнет электропроводность. Ароматические группы торчат на ворсинке G. sulfurreducens подобно перекладинам винтовой лестницы, перекидывая друг другу электроны. Важно только, чтобы они находились на правильно расстоянии друг относительно друга, и вот вышеупомянутые повторяющиеся 0,32 нм в проводящих ворсинках G. sulfurreducens как раз это самое правильное расстояние и есть.

В статье в mBio также говорится о том, в чем причина известного феномена с проводящими ворсинками - в более ранних экспериментах их электропроводность возрастала едва ли не в 100 раз при закислении среды. Оказалось, что при уменьшении pH с 10 до 2 (то есть при повышении кислотности) необходимые для электропроводности периодические 0,32-нанометровые зазоры в пилях становился более выраженным, и они начинали лучше проводить ток.

Внимание, которым пользуются "электропроводные бактерии", вполне понятно, ведь их пили - это готовые нанопровода, которые можно дешево и быстро выращивать в пробирке и потом собирать из них какую-нибудь наноэлектронику. Если пили геобактера докажут свою эффективность, и если найдут способ еще как-то их улучшить, то, возможно в недалеком будущем нас ждут гаджеты на бактериально-белковой основе.

<< Назад: NAS-хранилище Thecus N2810 Pro 18.06.2016

>> Вперед: Новые технологии для сохрания свежести продуктов в холодильнике 17.06.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Оперативная память смартфонов достигла 4 ГБ 14.01.2015 Компания Asustek анонсировала первый на рынке смартфон с 4 ГБ оперативной памяти - Zenfone 2, - а также самый тонкий в мире смартфон с 3-кратным зумом, Zenfone Zoom. Zenfone 2 оснащен 5,5-дюймовым дисплеем с разрешением Full HD, как и Apple iPhone 6 Plus, но обладает почти на 6 мм меньшей длиной. В ширину смартфоны одинаковы, а вот толщина iPhone меньше почти на 4 мм. Помимо выдающегося объема оперативной памяти, аппаратная начинка Zenfone 2 несет еще одну особенность - 64-разрядный процессор Intel Atom Z3580 на архитектуре x86. Он имеет 4 ядра и работает на частоте 2,3 ГГц. Все вместе, уверяют в Asustek, обеспечивает до 7 раз более высокую производительность в играх (по сравнению с первым Zenfone), плавное воспроизведение видео и мгновенное переключение между запущенными приложениями. Аппарат имеет 13-МП камеру PixelMaster с диафрагменным числом f/2.0 и оснащен вспышкой Real Tone Flash, обеспечивающей улучшенную передачу оттенков кожи. Разрешение фронтальной камеры составляет 5 МП. Объем встроенной памяти равен 16, 32 или 64 ГБ, в зависимости от варианта. Устройство имеет два разъема для SIM-карт, поддерживает LTE, Wi-Fi 802.11ac, NFC, имеет разъем для карт памяти. Емкость аккумулятора составляет 3000 мАч. В качестве программной платформы Zenfone 2 выступает Android 5.0 Lollipop с установленной поверх фирменной оболочкой Asus ZenUI. Она включает многооконный режим запуска приложений, встроенный антивирус и функцию мгновенных обновлений. Дополнительно будет доступна модификация Zenfone 2 с 2 ГБ ОЗУ. Zenfone Zoom - камерофон с 13-МП сенсором, лазерным автофокусом, объективом с оптическим 3-кратным зумом и оптической стабилизацией. Толщина смартфона составляет 11,95 мм. Дисплей здесь стоит такой же, как в Zenfone 2 - с диагональю 5,5 дюйма и разрешением 1920 x 1080 пикселей. Емкость встроенной памяти, в зависимости от варианта, может достигать 128 ГБ. Емкость аккумулятора - 3000 мАч. Модель также поддерживает одновременное использование двух SIM-карт. Стоимость Asus Zenfone 2 в модификации с 2 ГБ ОЗУ и 16 ГБ флэш-памяти составит $199 (будет доступен в золотом, сером, красном и черном цветах).

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025