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 Решение Toshiba для беспроводного подключения жесткого диска 28.03.2014 Компания Toshiba представила новинку под названием Canvio Wireless Adapter. Это устройство наделяет внешний жесткий диск функцией беспроводного подключения, обеспечивающей пользователям возможность доступа, в том числе, совместного, к данным на этом накопителе. Производитель отмечает, что адаптер будет востребован, в первую очередь, пользователями мобильных устройств, поскольку он позволяет высвободить память смартфонов и планшетов, переложив функции хранения больших объемов информации на внешний жесткий диск. Одновременно к Canvio Wireless Adapter может быть подключено по беспроводному каналу до восьми устройств. Адаптер способен не только обеспечивать совместный доступ к данным, но и вести потоковое вещание. Устройство очень просто использовать: достаточно подключить к нему внешний жесткий диск и подать питание, а на мобильных устройствах установить приложение для доступа к накопителю. Доступны версии приложения для Android и iOS. Подключение является сквозным, то есть не мешает доступу к ресурсам интернета.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025