Биологи выяснили, что два очень необычных штамма микробов научились запасать энергию крайне непривычным способом для живых организмов – они выращивают в себе микроскопические кристаллы магнетита и "накачивают" их электронами, таким образом превращая их в биобатарейки, которыми пользуются другие бактерии, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

"У подобных микробов может быть масса применений в геохимической промышленности. К примеру, сегодня химики пытаются приспособить магнетит для очистки воды от токсичных металлов путем их восстановления и поглощения. Наши бактерии смогут поглощать подобные кристаллы магнетита, восстанавливать их и тем самым улучшать их способность по очистке воды", — пояснил Андреас Капплер (Andreas Kappler) из Тюбингенского университета (Германия).

Капплер и его коллеги открыли новый вид "электрических" бактерий и нашли своеобразные биоаккумуляторы внутри них, изучая образцы микробов, живущих в почве и грунтовой воде. Наблюдая за их жизнью в светлое и темное время суток, им удалось раскрыть пример крайне необычного и своеобразного сотрудничества между двумя видами микробов, Rhodopseudomonas palustris и Geobacter sulfurreducens.

Второй вид бактерий хорошо известен биологам из-за их необычных свойств: они питаются окислами железа и углеводородами, а также способны притягиваться к металлическим поверхностям и частицам. Некоторые ученые предлагают использовать особо прожорливые штаммы Geobacter sulfurreducens в "живой батарейке" — бактерии будут окислять активное вещество в топливных ячейках и передавать освободившиеся электроны в электрическую цепь.

Как обнаружили Капплер и его коллеги, когда в среде с ними появляются менее известные бактерии Rhodopseudomonas palustris, возникает интересный круговорот веществ. В темное время суток Geobacter sulfurreducens поедают растворенные в воде ионы железа и восстанавливают их, понижая степень окисления с +3 до +2, выбрасывая полученные "отходы" в виде частиц магнетита.

В свою очередь, днем Rhodopseudomonas palustris поглощают восстановленное железо и повторно окисляют его, используя подобные кристаллы в качестве своеобразных "батареек". Подобный симбиоз и круговорот соединений железа позволяет микробам практически бесконечно пользоваться ими, расходуя только органику, воду, углекислоту и другие распространенные в природе вещества в процессе жизнедеятельности.

Подобные сообщества микробов, помимо очистки вод от тяжелых металлов и прочих загрязнителей, в принципе можно использовать и для более сложных задач – снабжения электроэнергией различных наноприборов и прочих устройств. Однако для этого потребуются еще месяцы, если не годы исследований, заключают ученые.

Источник: РИА Новости

Проведённые биологами из Швеции и Сингапура эксперименты на мышах показали, что микробиота пищеварительного тракта влияет на развитие мозга и поведение млекопитающих.

Сравнение результатов, показанных обычными (им соответствуют белые точки и столбцы) и «чистыми» мышами в тестах на исследование открытого пространства (сверху) и тревожность (иллюстрация из журнала Proceedings of the National Academy of Sciences) По словам принимавшего участие в исследовании иммунолога Свена Петтерсона (Sven Pettersson) из Каролинского института, ещё двадцать лет назад предположение о том, что бактерии, живущие на теле и в организме, влияют на деятельность мозга, выглядело смешно. Однако в последнее десятилетие экспериментаторы начали понимать, что роль микробиоты серьёзно недооценивалась. Один из наиболее интересных опытов, в котором присутствие микроорганизмов оказывало влияние на активность гена, участвующего в выработке серотонина, был выполнен пять лет назад.

В новой работе сравнивались обычные мыши и грызуны, лишённые своих микробных партнёров. Сначала авторы провели обычное тестирование взрослых особей, которое используется для оценки активности и тревожности; оказалось, что «чистые» животные с большей охотой исследуют новое пространство и проводят меньше времени в тёмном участке камеры, разделённой на освещённый и неосвещённый сектора (см. рис. ниже). Следовательно, уровень тревожности у них снижен.

Если в период беременности микробиоту пищеварительного тракта изначально «чистой» мыши приводили к нормальному состоянию, её потомство становилось менее активным и более тревожным.

Дальнейшие исследования позволили установить, что две группы грызунов различаются по интенсивности кругооборота норадреналина и дофамина в стриатуме (подкорковой части переднего мозга) и по уровню экспрессии десятков генов в разных отделах мозга. Присутствие микроорганизмов также изменяло уровень экспрессии двух белков (синаптофизина и PSD-95), играющих важную роль в развитии нервных клеток, в том же стриатуме.

Теперь учёным необходимо выяснить, соответствует ли полученная ими информация тому, что происходит в организме человека. «Раньше я о таком даже не думал, но сейчас понимаю, что нарушения нервно-психического развития [к примеру, шизофрения] могут быть связаны с деятельностью микроорганизмов в пищеварительном тракте», — замечает нейробиолог с 35-летним стажем Брайан Колб (Bryan Kolb).

Полная версия отчёта будет опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Читайте о том, что биологи уличили бактерий в контроле пола пауков.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА