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:

Звуки капель ускоряют прорастание на 30% 20.05.2026

Растения обладают удивительной чувствительностью к окружающему миру, и новые исследования показывают, что они способны воспринимать даже звуки. Ученые обнаружили, что семена риса ускоряют свое прорастание, реагируя на шум дождя. Этот механизм помогает растениям лучше приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды и может играть важную роль в их выживании. В ходе экспериментов исследователи записывали звуки дождя разной интенсивности. Оказалось, что падение капель создает значительное звуковое давление - сравнимое с тем, которое фиксируют на небольшом расстоянии от двигателей реактивных самолетов. Хотя такие звуки находятся за пределами человеческого слуха и плохо передаются из воды в воздух, они вполне способны влиять на семена, находящиеся под тонким слоем воды или почвы. Ученые провели серию опытов с посевным рисом, который традиционно высевают в увлажненную почву или под слой воды. Семена помещали в лужи глубиной 2,5-3 сантиметра и воспроизводили звуки дождя. Небол ...>>

Volkswagen ID. Polo GTI 20.05.2026

Volkswagen продолжает развивать легендарную линейку GTI, перенося ее дух в эпоху электромобилей. Компания официально представила ID. Polo GTI - первый полностью электрический "горячий" хэтчбек, который сочетает в себе современные технологии и фирменный драйверский характер моделей GTI, история которых началась еще в 1976 году с первого Golf GTI. Премьера новинки прошла во время знаменитой 24-часовой гонки на Нюрбургринге. Электромотор на передней оси развивает 222 л.с. (166 кВт) и выдает 290 Нм крутящего момента. Разгон с 0 до 100 км/ч занимает 6,8 секунды. Хотя динамика не претендует на звание рекордной в классе, Volkswagen сделал акцент на точной управляемости и узнаваемом "GTI-настроении". Для этого автомобиль оснастили блокировкой переднего дифференциала, адаптивной спортивной подвеской DCC и прогрессивным рулевым управлением. ID. Polo GTI использует ту же батарею емкостью 52 кВтч с химией NMC, что и обычная версия модели. Запас хода по циклу WLTP достигает 424 км. Поддержива ...>>

Коты охотнее разговаривают с мужчинами 19.05.2026

Домашние кошки всегда считались довольно сдержанными и избирательными в проявлении эмоций. Однако новое исследование показало, что наши пушистые питомцы гораздо активнее используют голос при общении с мужчинами, чем с женщинами. Это открытие помогает глубже понять особенности кошачьего поведения и природу их отношений с человеком. Ученые из Университета Анкары проанализировали реакцию 31 домашнего кота. Владельцы записывали на видео поведение животных в первые минуты после возвращения домой, стараясь вести себя максимально естественно. Результаты оказались весьма примечательными: в среднем за первые 100 секунд после прихода мужчины коты издавали 4,3 различных вокализации - мяуканье, мурлыканье или характерные "чириканья". При появлении женщины этот показатель составил всего 1,8. Исследователи изучили 22 разных типа поведения кошек, включая трение о ноги, зевки и реакцию на еду. Единственным значимым различием между мужчинами и женщинами оказалась именно частота вокализаций. Возра ...>>

Умная сушилка Xiaomi Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 19.05.2026

Компания Xiaomi представила новую модель Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 - инновационный многофункциональный комплекс, который кардинально меняет представление о сушке одежды и организации балконного пространства. Главное преимущество новинки заключается в гибкой системе организации. Устройство оснащено четырьмя независимыми зонами, благодаря чему одновременно можно сушить совершенно разные типы вещей - от легкого белья и носков до объемных одеял и верхней одежды. Для этого предусмотрено 38 открытых крючков, 32 вращающихся зажима, 20 выдвижных стержней и две специальные сетки, что позволяет оптимально использовать каждый сантиметр пространства. Еще одна яркая особенность - встроенное интеллектуальное освещение. 42-дюймовый световой модуль мощностью 36 Вт и световым потоком 3000 люмен способен полностью заменить потолочную люстру на балконе. Пользователи могут регулировать цветовую температуру в диапазоне от 3000 до 5700 K, создавая комфортную атмосферу для разных сценариев - ...>>

Сильнее всего мы злимся на самых близких 18.05.2026

Многие замечали одну и ту же странную закономерность: на работе или в общении с посторонними людьми мы способны сдерживать раздражение даже в сложных ситуациях, а дома можем вспыхнуть из-за сущей мелочи. Этот парадокс хорошо известен психологам и имеет глубокие нейробиологические причины. Оказывается, дело не в "плохом характере", а в особенностях работы нашего мозга и нервной системы. Когда мы находимся среди малознакомых людей, префронтальная кора головного мозга активно контролирует эмоции. Она выступает в роли внутреннего цензора, подавляя агрессию и помогая выбирать социально приемлемые реакции. Дома же мозг воспринимает окружение как максимально безопасное и предсказуемое, поэтому уровень контроля заметно снижается. В результате накопленные эмоции выходят наружу гораздо ярче и сильнее. Кроме того, мозг формирует особый "эмоциональный архив" именно на близких людей. Даже незначительные обиды и раздражения, которые мы переживаем годами, откладываются в памяти. При новом конфл ...>>

Случайная новость из Архива Побит рекорд передачи данных по оптоволокну 16.06.2022 Впервые в мире ученые передали данные по обычному оптоволоконному кабелю с рекордной скоростью - 1 петабит в секунду. Об этом свидетельствуют результаты исследований Национального института информационных и коммуникационных технологий (NICT). Петабит равняется квадриллиону бит (число с 16-ю нолями) - именно такой пропускной способности инженерам из Института сетевых исследований удалось достичь в 15-модовом оптическом волокне со стандартным диаметром оболочки (0,125 мм) с использованием всего четырех жил. Данные удалось передать со скоростью 1,02 петабита в секунду на расстояние 51,7 км. Предыдущим рекордом была скорость 610 терабит в секунду в аналогичном волокне, вот только тогда исследователи использовали часть S-диапазона (диапазон частот дециметровых и сантиметровых длин волн, используемых для наземной и спутниковой радиосвязи), а теперь охватили все частоты. Новая технология позволит значительно ускорить работу интернета и довольно скоро, ведь она совместима с уже существующей сетевой инфраструктурой. Эксперимент провели в декабре 2020 года, а результаты представили в докладе на Международной конференции по лазерной и электрооптике (CLEO) 2022 года. По словам разработчиков, четырехжильные волокна ближе всего к коммерческому внедрению среди всех версий усовершенствованных оптоволоконных сетей. Технология является важным шагом на пути к запуску магистральных систем связи, поддерживающих стандарты информационных услуг, превосходящих 5G.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026