Studio suggerisce che i batteri e i superbug probiotici possono produrre elettricità

Gli scienziati hanno scoperto che centinaia di specie batteriche sono in grado di produrre elettricità e potrebbero benissimo essere cooptate per creare "batterie viventi".

Mentre i ricercatori hanno saputo che i batteri trovati in ambienti esotici come il fondo oceanico sono elettrogeni, un nuovo studio pubblicato sulla rivista Natura segna la prima volta che gli scienziati hanno scoperto batteri che interagiscono con gli umani anche elettrogenico.

Questi batteri vanno dal tipo che causa la diarrea a quelli che fermentano lo yogurt. Molti riempiono l'intestino umano e capire come questi batteri sviluppano le capacità di produrre elettricità possono rivelare come infettano gli esseri umani - o perché ci mantengono sani.

Co-autore dello studio e University of California, collega postdoctor Berkeley Sam Light racconta Inverso che negli ultimi 30 anni gli scienziati si sono sempre più resi conto che i batteri che vivono in ambienti ricchi di ossidi minerali, come l'ossido di ferro e l'ossido di manganese, sono in grado di sopravvivere grazie a un processo chiamato extracellulare trasferimento di elettroni. Ciò significa che producono elettricità come parte del loro metabolismo, dice la luce.

Il motivo per cui alcuni batteri generano elettricità è simile al motivo per cui respiriamo ossigeno: per sostenere la produzione di energia. Nel corpo umano, gli elettroni vengono trasferiti alle molecole di ossigeno nei mitocondri all'interno di ogni cellula. Ma i batteri che vivono nel nostro intestino non hanno accesso all'ossigeno, quindi hanno sviluppato la capacità di usare alternative. Con il trasferimento extracellulare di elettroni, questi microbi possono "respirare" spostando elettroni ad alta energia all'esterno della cellula - sotto forma di elettricità.

"Abbiamo fatto la scoperta che l'agente patogeno di origine alimentare Listeria monocytogenes ha questa capacità di produrre elettricità ", spiega la luce. "Siamo stati in grado di identificare i geni responsabili di questa attività elettrica, e si scopre che molti altri batteri possiedono anche questi geni - il che significa che possono anche produrre elettricità. I batteri con questi geni includono altri agenti patogeni che causano malattie, probiotici e membri normali della comunità microbica all'interno del nostro intestino, così come i batteri utilizzati per la fermentazione degli alimenti."

Il team ha scoperto che, una volta cresciuto in un pallone con elettrodi, i batteri hanno creato una corrente elettrica misurata a 500 microampere. Ciò significa che l'elettricità che possono produrre al di fuori del corpo è di 100.000 elettroni al secondo per cella.

"Non direi che stanno facendo elettricità nei nostri corpi", spiega Light. "Stanno semplicemente effettuando la respirazione al di fuori delle loro cellule. In altre parole, hanno un processo che, al di fuori del nostro corpo, può essere cooptato per creare elettricità ".

E questo è di enorme interesse per gli scienziati. A giugno la NASA ha inviato i batteri che generano elettricità alla Stazione Spaziale Internazionale per vedere se i microbi funzionano ancora nello stesso modo. Se lo fanno, la loro elettricità potrebbe potenzialmente essere utilizzata per alimentare progetti di missione. Le forze armate statunitensi stanno anche sostenendo finanziariamente gli studi sui batteri elettrogeni con la speranza che i batteri possano eventualmente essere usati per trattare le acque reflue. Nel 2017, anche gli scienziati dell'Università della California, Santa Barbara, hanno fatto strada verso la creazione di una "batteria vivente" con una cella a combustibile microbica modificata chimicamente.

Poiché i batteri privi di ossigeno passano gli elettroni dalle pareti delle loro cellule come mezzo di sopravvivenza, se manipolati correttamente potrebbero contribuire alla nostra sopravvivenza anche in ambienti intensi.